Question

3．小河寬80m，河中各點水流速度與各點到較近河岸邊的距離關系為v_水=kx（k=0.1s^-1），一小船以4m/s速度垂直河岸渡河，則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 小船渡河時的軌跡為直線
• B． 小船渡河時的軌跡為曲線
• C． 小船到達距河岸對岸20m處，船的渡河速度為4$\sqrt{5}$m/s
• D． 小船到達距河岸對岸50m處，船的渡河速度為5m/s

Answer 1

分析 將小船的運動分解為沿船頭指向和順水流方向的兩個分運動，兩個分運動同時發(fā)生，互不干擾，與合運動相等效．根據(jù)運動的合成來確定初速度與加速度的方向關系，從而確定來小船的運動軌跡；小船垂直河岸渡河時間最短，由位移與速度的比值來確定運動的時間；由水流速度的大小與各點到較近河岸邊的距離成正比，來確定水流的速度，再由小船在靜水中的運動速度，從而確定小船的渡河速度．

解答 解：AB、小船的速度為沿船頭指向和順水流方向的兩個分運動的分速度的矢量和，而兩個分速度垂直，故當順水流方向的分速度最大時，合速度最大，合速度的方向隨順水流方向的分速度的變化而變化，故小船到達河中心時速度最大，且運動軌跡為曲線，故A錯誤，B正確，
C、小船垂直河岸方向前進的距離為20m時，則水流速度為：v_s=kx=0.1×20m/s=2m/s，
而小船在靜水中的速度為v_c=4m/s，所以船的渡河速度為v=$\sqrt{{2}^{2}+{4}^{2}}$=2$\sqrt{5}$m/s，故C錯誤；
D、小船到達離河對岸為50m，則x=30m時，則水流速度為：v_s=kx=0.1×30m/s=3m/s，
而小船在靜水中的速度為v_c=4m/s，所以船的渡河速度為v=$\sqrt{{3}^{2}+{4}^{2}}$=5m/s，故D正確；
故選：BD．

點評 本題關鍵是當船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，同時合速度與分速度遵循平行四邊形定則，同時注意v=kx公式中的x的含義．