高一物理

河宽100 河中的水流速度4米每秒 现有一相对于静水速度为5米每秒的摩托艇渡河
1.渡河的最短时间是多少 最短位移是多少
2.若船速为3米每秒 渡河的最短时间和最短位移是多少
3.要使摩托艇到达出发点下游20米的对岸 则船速不得小于多少

求解 急 谢谢

1、渡河时间最短时,摩托艇相对于水的方向垂直于河岸。时间为100/5=20秒(此时实际方向向河的下游偏)。

   由于船的静水速度大于水速,所以最短位移为向对岸直行过去,即100米。

2、渡河时间最短时,摩托艇相对于水的方向垂直于河岸。同1算法,为100/3秒。

   此时水流速度大于船的静水速度,所以不能直行过去。如图,利用矢量速度叠加,当合速度与静水速度垂直时,合速度向下游偏离的程度最小,利用几何关系可以得到:100/x=3/4,x=400/3米,最小位移为400/3米。

3、图同2,在临界情况下,位移为20根号26米,同上,100/20根号26=v/4,则v=10根号26/13米每秒。

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第1个回答  2011-02-27

(1)最短时间:摩托艇垂直岸走t=100/5=20s

        最短位移:与岸呈37度角逆水走  t=100/(5*sin37)=100/3=33.3s

(2)最短时间一样:摩托艇垂直岸走t=100/5=20s

    最短位移:与岸呈53度角逆水走    t=100/(5*sin53)=100/4=25s

(3)相似三角形 100/20=4/v   v=0.8m/s

图给你也发来

第2个回答  2011-02-27
最短时间只要把河流宽度除以时间就可以了,所以第一问20秒,而位移用合速度算,根据船速和水速的方向合成,合速度为4平方与5平方之和开方,所以为根号下41,最短位移就是20×根号41。.
若船速为3,最短时间情况和1题相同,时间为100/3秒,合速度5m/s,位移为5×100/3米。
第三题最好画图,分析情况如下:
船的合速度是朝向下游对岸20米的,记速度方向与出发的河岸所成锐角为α,则tanα=5,因为河宽100米,终点在下游对岸20米处。然后利用出发河岸和合速度方向作为三角形的两条边,画第三条边,则此边的方向为船速方向,长度代表此速度的大小,因为合速度符合矢量加和。则易得一正三角形,初始河岸所在线为斜边,代表水速,为4m/s,根据勾股定理,得第三条边代表速度为20/根号26m/s,此为最小速度。
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