Question

1．河寬d=60m，水流速度v₁=3m/s，小船在靜水中的速度v₂=6m/s，問(wèn)：
（1）要使它渡河的時(shí)間最短，則小船應(yīng)如何渡河？最短時(shí)間是多少？
（2）要使它渡河的航程最短，則小船應(yīng)如何渡河？過(guò)河的時(shí)間是多少？

Answer 1

分析 船航行時(shí)速度為靜水中的速度與河水流速二者合速度，當(dāng)以靜水中的速度垂直河岸過(guò)河的時(shí)候渡河時(shí)間最短．由矢量合成的平行四邊形定則得知小船的合速度，小船實(shí)際以合速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而求得位移的大��；小船以最短距離過(guò)河時(shí)，則靜水中的速度斜著向上游，合速度垂直河岸．

解答 解：（1）當(dāng)以靜水中的速度垂直河岸過(guò)河的時(shí)候渡河時(shí)間最短，則知：t_min=$\fracgtlgcyn{{v}_{2}}=\frac{60}{6}$s=10s 
（2）小船以最短距離過(guò)河時(shí)，則靜水中的速度斜著向上游，合速度垂直河岸，設(shè)與河岸的夾角為θ，則由矢量合成的平行四邊形法則解三角形得：
cosθ=$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}=\frac{3}{6}=\frac{1}{2}$，
這時(shí)船頭與河水速度夾角為θ=60°；最短的航程是60m，所以過(guò)河的時(shí)間：$t′=\frac{{x}_{min}}{{v}_{2}}=\frac{60}{6}=10$s．
答：（1）船垂直河岸過(guò)河時(shí)間最短，且過(guò)河的最短時(shí)間為20s，；
（2）要小船以最短距離過(guò)河，開(kāi)船方向與河水速度夾角為60°，過(guò)河的最短時(shí)間是10s．

點(diǎn)評(píng) 小船過(guò)河問(wèn)題屬于運(yùn)動(dòng)的合成問(wèn)題，要明確分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性、獨(dú)立性，運(yùn)用分解的思想，看過(guò)河時(shí)間只分析垂直河岸的速度，分析過(guò)河位移時(shí)，要分析合速度．