题目内容
3.一条河宽100米,船在静水中的速度为4m/s,水流速度是5m/s,则( )A. | 该船可能垂直河岸横渡到对岸 | |
B. | 当船头垂直河岸渡河时,过河所用的时间最短 | |
C. | 当船头垂直河岸渡河时,船的位移最小,是100米 | |
D. | 当船头垂直河岸渡河时,船沿河岸的位移是100米 |
分析 船既随水向下游运动,又相对于水向对岸行驶,根据船相对于水的速度与水流速度的比较,分析船能否到达正对岸.假设船头的指向与河岸的夹角为α,运用速度的分解求出船垂直于河岸方向的分速度,分析什么条件时渡河的时间最短,并进行求解.运用作图法,根据三角形定则分析什么条件下船的合速度与河岸夹角最大,则船登陆的地点离船出发点的最小距离,再由几何知识求解最小距离.
解答 解:设船在静水中的航速为v1,水流的速度v2.
A、由题,船在静水中的航速小于水流的速度,根据平行四边形定则可知,船的合速度方向不可能垂直于河岸,则船不能垂直到达正对岸.故A错误;
B、将小船的速度分解为垂直河岸和沿河岸方向,在垂直于河岸的方向上,河宽一定,当在该方向上的速度最大时,渡河时间最短,所以当船头方向垂直河岸,在该方向上的速度等于静水航速,时间最短,为tmin=$\frac{d}{{v}_{1}}$=$\frac{100}{4}$=25s.故B正确;
C、船实际是按合速度方向运动,由于v1、v2的大小一定,根据作图法,由三角形定则分析可知,当船相对于水的速度v1与合速度垂直时,合速度与河岸的夹角最大,船登陆的地点离船出发点的最小距离.故C错误;
D、当船头垂直河岸渡河时,船沿河岸的位移是s1=v2t=5×25=125米,故D错误;
故选:B.
点评 本题是小船渡河问题,关键是运用运动的合成与分解作出速度分解或合成图,分析最短时间或最短位移渡河的条件.
练习册系列答案
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