解题思路:船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度,当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短.由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度,小船实际以合速度做匀速直线运动,进而求得位移的大小;小船以最短距离过河时,则静水中的速度斜着向上游,合速度垂直河岸.
(1)若要小船以最短时间过河,船头方向垂直于河岸;
最短时间为:t=[d
vc=
200/4]=50s;
(2)若要小船以最短距离过河,设船头与上游河岸成θ角
cosθ=
vs
vc=[3/4]
解得:θ=arccos[3/4];
则合速度为:v=
42-32=
7m/s
因此过河时间为:t=[d/v]=
200
7=
200
7
7s;
答:(1)若要小船以最短时间过河,开船方向垂直河岸,最短时间为50s;
(2)若要小船以最短距离过河,开船方向与上游河岸的夹角余弦为[3/4],过河时间为
200
7
7s,速度为
7m/s.
点评:
本题考点: 运动的合成和分解.
考点点评: 小船过河问题属于运动的合成问题,要明确分运动的等时性、独立性,运用分解的思想,看过河时间只分析垂直河岸的速度,分析过河位移时,要分析合速度.