船在300米宽的河中横渡,河水流速是5m⼀s,船在静水中的航速是3m⼀s,试求:(1)要使船到达对岸的时间最短

2024-12-04 19:14:23
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回答1:

解:(1)当船头的指向与河岸垂直时,渡河时间最短,最短时间t=

d
v
300
3
s=100s.
船沿水流方向的位移等于s=vt=5×100m=500m.所以船的航程为x=
d2+s2
3002+5002
m=10
34
m
(2)由已知小船在静水中速度v1=3m/s,河宽d=300m,水速v2=5m/s,因v2>v1,由矢量合成的平行四边形法则可知合速度不能垂直河岸,故船不可能垂直于河岸抵达正对岸,所以当合速度与船的速度相垂直时,航程最短,根据运动的合成,则有:船头偏向上游与水流方向的夹角的正弦值为
4
5
,根据三角形相似比,可得最短航程为:500m,航行时间t=
x
v
500
4
s=125s

答:(1)要使船到达对岸的时间最短,船头应垂直河岸,最短时间是100s,航程10
34
m.
(2)要使船航程最短,船头应指向偏向上游与水流方向的夹角的正弦值为
4
5
,最短航程为500m,航行时间125s.