解题思路:将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向,当静水速方向与河岸垂直时,渡河时间最短,当合速度方向与河岸垂直时,渡河位移最短.
①当小船的合速度与河岸垂直时,渡河位移最短,
则有水与船的合速度为:v=
0.52−0.32 m/s=0.4m/s,
设偏向上游与河岸的夹角为θ,则有
vs
vc=cosθ;
因此cosθ=[0.3/0.5],解得:θ=53°
所以最短路径渡过河所需时间为t=[120/0.4] s=300s;
②当船头的指向与河岸垂直时,渡河时间最短,
则有最短时间t=
d
vc=
120
0.5s=240s
答:①小船头偏向上游与河岸夹角为53°,即合速度方向与河岸垂直时,能沿最短路径渡过河去,渡河需时间300s;
②小船的船头指向与河岸垂直方向,能以最短时间渡过河去,需时间240s.
点评:
本题考点: 运动的合成和分解.
考点点评: 解决本题的关键知道船参与了静水运动和水流运动,当当静水速方向与河岸垂直时,渡河时间最短,当合速度方向与河岸垂直时,渡河位移最短.