题目内容

5.有一条宽200m的河流,水的流速v1=2m/s,船在静水中的速度v2=1m/s.则下列判断正确的是(  )
A.小船渡河时间至少需要100s
B.若小船以最短时间渡河,到达对岸时位移为300m
C.若小船航向(船头指向)与上游河岸成45°角,则小船渡河位移最短
D.无论小船怎样渡河都无法到达正对岸

分析 小船在河水中参与了两个运动,一是随水流向下的运动,二是船在静水中的运动,则由运动的合成与分解可确定答案.

解答 解:A、当船头的方向始终与河岸垂直时,渡河的时间最短,最短时间为:${t}_{min}=\frac{d}{{v}_{2}}=\frac{200}{1}=200$s.故A错误;
B、若小船以最短时间渡河,到达对岸时沿河岸方向的位移:y=v1•tmin=2×200=400m>300m,两个分位移相互垂直,所以合位移大于400m,更大于300m.故B错误;
C、若小船渡河位移最短,则船头的方向与合速度的方向垂直,设此时船头方向与河岸之间的夹角为θ,则:$cosθ=\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}=\frac{1}{2}$,所以θ=60°.故C错误;
D、由题意可知,船在静水中的速度小于河水流速,根据运动的合成与分解,结合平行四边形定则,则船不可能垂直到达对岸,但可以过河,故D正确.
故选:D

点评 船渡河时,当船头正对河岸运行时渡河时间最短;而当船速大于水速时,船可以垂直河岸过河.

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