求:
(1)要使小船渡河耗时最少,应如何航行?
(2)要使小船航程最短,应如何航行?
答案 (1)船头正对河岸航行耗时最少,最短时间为50 s.
(2)船头偏向上游,与河岸成60°角,最短航程为200 m.
解析 (1)如图甲所示,船头始终正对河对岸航行时耗时最少,即最短时间tmin== s=50 s.
(2)如图乙所示,航程最短为河宽d,即应使v合的方向垂直于河对岸,故船头应偏向上游,与河岸成α角,有
cos α==,
解得α=60°.
对小船渡河问题,要注意以下三点:
(1)→常对某一分运动进行研究求解,一般用垂直河岸的分运动求解.
(2)→可画出小船的速度分解图进行分析.
(3)→要对小船的合运动进行分析,必要时画出位移合成图.
【例3】 如图5所示,一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度为d=100 m的河流,已知河水流速为v1=4 m/s,小船在静水中的速度为v2=2 m/s,B点距正对岸的A点x0=173 m.下面关于该船渡河的判断,其中正确的是( )