题目内容

8.一河道的两岸平行,河宽120m,水流速度为3m/s,一渡船相对水的速度(在静水中的速度)恒为5m/s.
(1)渡船从一岸渡到另一岸所需时间至少为24s;
(2)若要渡船从一岸渡到另一岸时通过的航程最短,渡河所用时间为30s;假如水流速度变为4m/s(其它不变),若要渡船从一岸渡到另一岸时通过的航程最短,渡河所用时间变为40s.

分析 船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度,当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短.由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度,小船实际以合速度做匀速直线运动,进而求得位移的大小;小船以最短距离过河时,则静水中的速度斜着向上游,合速度垂直河岸.

解答 解:(1)当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短,则知:tmin=$\frac{d}{{v}_{c}}$=$\frac{120}{5}$s=24s; 
    (2)因在静水中的速度大于水流速度,当合速度垂直河岸,小船以最短距离过河,则渡河所用时间为:
t′=$\frac{d}{\sqrt{{v}_{c}^{2}-{v}_{s}^{2}}}$=$\frac{120}{\sqrt{{5}^{2}-{3}^{2}}}$=30s;
同理,假如水流速度变为4m/s(其它不变),若要渡船从一岸渡到另一岸时通过的航程最短,渡河所用时间变为t″=$\frac{120}{\sqrt{{5}^{2}-{4}^{2}}}$=40s;
故答案为:24,30,40.

点评 小船过河问题属于运动的合成问题,要明确分运动的等时性、独立性,运用分解的思想,看过河时间只分析垂直河岸的速度,分析过河位移时,要分析合速度.

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