Question

船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖甲所示，河水的流速與船離河岸的距離的變化關(guān)系如圖乙所示，則當(dāng)船沿渡河時間最短的路徑渡河時（  ）

A．船渡河的最短時間60s

B．要使船以最短時間渡河，船在行駛過程中，船頭必須始終與河岸垂直

C．船在河水中航行的軌跡是一條直線

D．船在河水中的最大速度是5m/s

Answer 1

BD

解析試題分析：1．合運(yùn)動與分運(yùn)動定義：如果物體同時參與了兩種運(yùn)動，那么物體實際發(fā)生的運(yùn)動叫做那兩種運(yùn)動的合運(yùn)動，那兩種運(yùn)動叫做這個實際運(yùn)動的分運(yùn)動．
2．在一個具體問題中判斷哪個是合運(yùn)動，哪個是分運(yùn)動的關(guān)鍵是弄清物體實際發(fā)生的運(yùn)動是哪個，則這個運(yùn)動就是合運(yùn)動．物體實際發(fā)生的運(yùn)動就是物體相對地面發(fā)生的運(yùn)動，或者說是相對于地面上的觀察者所發(fā)生的運(yùn)動．
3．相互關(guān)系
①獨(dú)立性：分運(yùn)動之間是互不相干的，即各個分運(yùn)動均按各自規(guī)律運(yùn)動，彼此互不影響．因此在研究某個分運(yùn)動的時候，就可以不考慮其他的分運(yùn)動，就像其他分運(yùn)動不存在一樣．
②等時性：各個分運(yùn)動及其合運(yùn)動總是同時發(fā)生，同時結(jié)束，經(jīng)歷的時間相等；因此，若知道了某一分運(yùn)動的時間，也就知道了其他分運(yùn)動及合運(yùn)動經(jīng)歷的時間；反之亦然．
③等效性：各分運(yùn)動疊加起來的效果與合運(yùn)動相同．
④相關(guān)性：分運(yùn)動的性質(zhì)決定合運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡．
本題船實際參與了兩個分運(yùn)動，沿水流方向的分運(yùn)動和沿船頭指向的分運(yùn)動，當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，船的實際速度為兩個分運(yùn)動的合速度，根據(jù)分速度的變化情況確定合速度的變化情況．
當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，由乙圖可知河寬為300m， ，A錯誤，
船的合運(yùn)動時間等于各個分運(yùn)動的時間，沿船頭方向分運(yùn)動時間為，當(dāng)x₁最小時，t最小，當(dāng)船頭與河岸垂直時，x₁有最小值，等于河寬d，故要使船以最短時間渡河，船在行駛過程中，船頭必須始終與河岸垂直，因而B正確；
由于隨水流方向的分速度不斷變化，故合速度的大小和方向也不斷變化，船做曲線運(yùn)動，故C錯誤；
當(dāng)v₂取最大值3m/s時，合速度最大，D正確，
考點(diǎn)：考查了小船渡河問題
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵找到船參加的兩個分運(yùn)動，然后運(yùn)用合運(yùn)動與分運(yùn)動的等時和等效規(guī)律進(jìn)行研究，同時要注意合運(yùn)動與分運(yùn)動互不干擾．