高中物理小船过河问题分析方法
高中物理小船过河问题是经典的运动合成分解问题,小船在河水中运动的时候,实际上是受到两个力的作用,一个是河水的流速,一个是小船本身的动力。下面进行具体的分析介绍。
操作方法
(01)小船的渡河时间在什么情况下最少:在河的宽度、小船的速度不变的情况下,度过河的时间如图,即:实际行驶轨迹与河岸成θ角=90°时候,过河时间最短。
(02)什么时候小船过河的位移路径最短,很明显是直径的距离最短,那就是θ=90°,sinθ=1最大,S=d,根据下图计算得到,作为斜边的船速必须大于水流速度,这种情况才能成立,但实际中这种情况不一定成立。
(03)假设小船的速度小于河水流动的速度,那怎样才能位移路径最短呢?根据计算如下图所示,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与圆相切的时候α角最大。
(04)在不同的条件下,我们可以得到不同的结果,这类问题是要根据现有的条件去分析结果,如果条件满足不了自己的需要,就要进行细化的去分析,以免漏掉其他的可能性。
(05)也就是说在已知的条件下,分类去讨论然后排除,这样才能得到满分。
(06)总结小船过河问题中:时间最短,一定是船头垂直河岸,即船速垂直河岸;路程最短,则需要事先判别船速和水速大小(1)如果船速大于水速,则让他们的合速度垂直河岸(2)如果船速小于水速,则需要构建一个速度圆作圆的切线。
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