高一物理必修二《小船过河问题》
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小船过河问题轮船渡河问题:(1)处理方法:轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。
21.渡河时间最少:在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间 ,显然,当时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最θυυsin 1船ddt ==︒=90θ小为,合运动沿v 的方向进行。
vd2.位移最小若水船υυ>结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为船水υυθ=cos 若,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短水船v v <呢?如图所示,设船头v 船与河岸成θ角。
合速度v 与河岸成α角。
可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 与圆相切时,α角最大,根据船头与河岸的夹角应为水船v v =θcos,船沿河漂下的最短距离为:水船v v arccos=θθθsin )cos (min 船船水v d v v x ⋅-=此时渡河的最短位移:船水v dv ds ==θcos 【例题】河宽d =60m ,水流速度v 1=6m /s ,小船在静水中的速度v 2=3m /s ,问:(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?(2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?★解析: (1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间s s dt 2030602===υ(2)渡河航程最短有两种情况:①船速v 2大于水流速度v 1时,即v 2>v 1时,合速度v 与河岸垂直时,最短航程就是河宽;②船速v 2小于水流速度v l 时,即v 2<v 1时,合速度v 不可能与河岸垂直,只有当合速度v 方向越接近垂直河岸方向,航程越短。
小船渡河问题归纳总结小船渡河问题是物理学中的一个经典问题,它涉及到相对运动、速度、时间和距离等多个物理概念。
以下是关于小船渡河问题的归纳总结,详细介绍:一、基本概念1. 小船渡河:指的是一个船只在河流中从一岸行驶到另一岸的过程。
2. 静水速度:船只在静止的水中行驶的速度,通常记为vc。
3. 河流速度:河流的流速,通常记为vs。
4. 合速度:船只在河流中的实际速度,是静水速度和河流速度的矢量和。
5. 渡河时间:船只从一岸出发到达另一岸所需要的时间。
6. 渡河距离:船只在水面上实际行驶的距离。
二、问题分类1. 最短时间渡河:在给定河宽和船只静水速度的条件下,求船只渡河的最短时间。
2. 最短距离渡河:在给定河宽和船只静水速度的条件下,求船只渡河的最短距离。
3. 指定地点渡河:船只需要在河对岸的指定地点登陆,求船只的行驶方向和速度。
三、解题方法1. 最短时间渡河:-当静水速度大于河流速度时,船只应该以静水速度垂直于河岸行驶,这样渡河时间最短。
-当静水速度小于河流速度时,船只无法垂直于河岸行驶,此时渡河时间取决于静水速度与河流速度的比值。
-当静水速度等于河流速度时,船只可以垂直于河岸行驶,渡河时间也是最短的。
2. 最短距离渡河:-当静水速度大于河流速度时,船只应该以静水速度与河流速度的比值确定合速度的方向,使得合速度垂直于河岸,这样渡河距离最短。
-当静水速度小于河流速度时,船只无法垂直于河岸行驶,此时渡河距离取决于静水速度与河流速度的比值。
-当静水速度等于河流速度时,船只可以垂直于河岸行驶,渡河距离也是最短的。
3. 指定地点渡河:-确定船只的合速度方向,使得合速度的方向与指定地点的连线垂直。
-计算合速度的大小,使得船只能够准确到达指定地点。
四、实际应用1. 航海导航:在航海过程中,船只需要在不同的水流速度和方向下,选择合适的行驶方向和速度,以达到目的地。
2. 水上救援:在进行水上救援时,救援船只需要根据河流的流速和救援地点的位置,选择合适的行驶方向和速度,以尽快到达救援地点。
小船过河问题轮船渡河问题:(1)处理方法:轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。
1.渡河时间最少:在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间θυυsin 1船ddt ==,显然,当︒=90θ时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为vd,合运动沿v 的方向进行。
2.位移最小 若水船υυ>结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为船水υυθ=cos 若水船v v <,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短呢?如图所示,v 2设船头v 船与河岸成θ角。
合速度v 与河岸成α角。
可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 与圆相切时,α角最大,根据水船v v =θcos 船头与河岸的夹角应为水船v v arccos=θ,船沿河漂下的最短距离为:此时渡河的最短位移:船水v dv ds ==θcos 【例题】河宽d =60m ,水流速度v 1=6m /s ,小船在静水中的速度v 2=3m /s ,问:(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少? (2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少? ★解析: (1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间(2)渡河航程最短有两种情况:①船速v 2大于水流速度v 1时,即v 2>v 1时,合速度v 与河岸垂直时,最短航程就是河宽;②船速v 2小于水流速度v l 时,即v 2<v 1时,合速度v 不可能与河岸垂直,只有当合速度v 方向越接近垂直河岸方向,航程越短。
可由几何方法求得,即以v 1的末端为圆心,以v 2的长度为半径作圆,从v 1的始端作此圆的切线,该切线方向即为最短航程的方向,如图所示。
小船过河问题轮船渡河问题:(1)处理方法:轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。
1.渡河时间最少:在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间sin1船d dt,显然,当90时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为vd ,合运动沿v 的方向进行。
2.位移最小若水船结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为船水cos若水船v v ,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短呢?如图所示,设船头v 船与河岸成θ角。
合速度v 与河岸成α角。
可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v与圆相切时,α角最大,根据水船v v cos船头与河岸的夹角应为v水θv αABEv船v 水v船θvV水v 船θv 2v 1水船v v arccos,船沿河漂下的最短距离为:sin)cos (min 船船水v dv v x 此时渡河的最短位移:船水v dv d scos【例题】河宽d =60m ,水流速度v 1=6m /s ,小船在静水中的速度v 2=3m /s ,问:(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少? (2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?★解析: (1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间ss dt2030602(2)渡河航程最短有两种情况:①船速v 2大于水流速度v 1时,即v 2>v 1时,合速度v 与河岸垂直时,最短航程就是河宽;②船速v 2小于水流速度v l 时,即v 2<v 1时,合速度v 不可能与河岸垂直,只有当合速度v方向越接近垂直河岸方向,航程越短。
小船过河问题轮船渡河问题:(1)处理方法:轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。
1.渡河时间最少:在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间θυυsin 1船ddt ==,显然,当︒=90θ时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为vd,合运动沿v 的方向进行。
2.位移最小 若水船υυ>结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为船水υυθ=cos 若水船v v <,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短呢?如图所示,设船头v 船与河岸成θ角。
合速度v 与河岸成α角。
可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 与圆相切时,α角最大,根据水船v v =θcos 船头与河岸的夹角应为2水船v v arccos=θ,船沿河漂下的最短距离为:θθsin )cos (min 船船水v dv v x ⋅-=此时渡河的最短位移:船水v dv ds ==θcos 【例题】河宽d =60m ,水流速度v 1=6m /s ,小船在静水中的速度v 2=3m /s ,问: (1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少? (2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?★解析: (1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间s s dt 2030602===υ (2)渡河航程最短有两种情况:①船速v 2大于水流速度v 1时,即v 2>v 1时,合速度v 与河岸垂直时,最短航程就是河宽; ②船速v 2小于水流速度v l 时,即v 2<v 1时,合速度v 不可能与河岸垂直,只有当合速度v 方向越接近垂直河岸方向,航程越短。
高一物理小船渡河问题知识点
嘿,朋友们!今天咱来聊聊高一物理里超有意思的小船渡河问题呀!
你想想看,小船在河里要去到对岸,这就好像你要去一个你特别想去的地方,可不能瞎走对吧!这里面的门道可不少呢。
先说最短渡河时间,那就是让船头直直地指向对岸呀,就像你目标明确地直接朝着目的地冲刺一样!比如说,小船速度是 5 米每秒,河宽 20 米,那最短渡河时间不就是 20 除以 5 等于 4 秒嘛!
还有最短渡河位移呢!这就好比你想走最短的路到达目的地。
如果水流速度比较小,那小船可以斜着开,找到那个最合适的角度,让渡河的位移最短。
就好像你要避开一些障碍,找到最佳路线一样!比如水流速度是 3 米每秒,小船速度是 4 米每秒,那通过计算就能找到那个神奇的角度啦!
哎呀,这小船渡河问题是不是特别有趣呀!真的超级神奇的!我觉得学物理就是这么有意思,能发现好多生活中的奇妙现象呢!大家一定要好好学物理呀!。