船在400米宽的河中横渡,河水流速是2m/s,船在静水中的航速是4m/s,试求:(1)要使船到达对岸的时间最短,船头应指向何处?最短时间是多少?航程是多少?(2

船在400米宽的河中横渡,河水流速是2m/s,船在静水中的航速是4m/s,试求:(1)要使船到达对岸的时间最短,船头应指向何处?最短时间是多少?航程是多少?(2

题型:不详难度:来源:
船在400米宽的河中横渡,河水流速是2m/s,船在静水中的航速是4m/s,
试求:(1)要使船到达对岸的时间最短,船头应指向何处?最短时间是多少?航程是多少?
(2)要使船航程最短,船头应指向何处?最短航程为多少?渡河时间又是多少?
答案
(1)当船头垂直指向对岸时,渡河时间最短.
tmin=
d
v
=
400
4
s=100s

此时沿河岸方向的位移x=vt=2×100m=200m.
航程s=


d2+x2
=200


5
m

答:要使船到达对岸的时间最短,船头应垂直指向河岸,渡河时间为100s,航程为200


5
m.
(2)当合速度的方向与河岸垂直时,渡河位移最短.
设船头与上游河岸方向的夹角为θ,则cosθ=
v
v
=
1
2
,所以θ=60°
渡河的位移x=d=400m.
v=


v2-v2
=2


3
m/s

渡河时间t=
d
v
=
400
2


3
s=
200


3
3
s
=115.5s
答:船头应与上游河岸成60°角,最短航程为400m,渡河时间t=
200
3


3
s=115.5s.
举一反三
质量为2kg的质点,在两个力F1=2N、F2=8N的共同作用下,获得的加速度大小不可能的是(  )
A.5m/s2B.3m/s2C.1m/s2D.4m/s2
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一条船沿垂直于河岸的方向航行,它在静止水中航行速度大小一定,当船行驶到河中心时,河水流速突然增大,这将使得该船(  )
A.渡河时间增大
B.到达对岸时的速度增大
C.渡河通过的路程增大
D.渡河通过的路程比位移大
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质量为2kg的物体,一共受到3个力的作用,大小分别为20N、22N、40N,物体产生的加速度最大值为______m/s2,加速度最小值为______m/s2
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质量为1kg的物体,在大小为2N、4N、5N的三个力的作用下,获得的最小加速度和最大加速度为(  )
A.1m/s2,11m/s2B.-1 m/s2,11 m/s2
C.0,11m/s2D.2 m/s2,7 m/s2
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两个大小分别为F1和F2(F2<F1)的力作用在同一质点上,它们的合力的大小F满足(  )
A.F2≤F≤F1B.
F1-F2
2
≤F≤
F1+F2
2
C.F1-F2≤F≤F1+F2D.F12-F22≤F≤F12+F22
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