19.一條河寬為L=900m,水的流速為v=50m/s,并在下游形成壯觀的瀑布,一艘游艇從距離瀑布水平距離為l=1200m的上游渡河,為了不被沖進(jìn)瀑布,游艇應(yīng)如何航行速度最小,最小值為多少?此時(shí)游艇在河中航行的時(shí)間為多少?

分析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,結(jié)合矢量的合成法則,及游艇的合速度與水流速度,并依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,即可求解.

解答 解:由題意可知,為了不被沖進(jìn)瀑布,以最小速度運(yùn)動(dòng)的軌道即被確定,
如圖所示:
設(shè)游艇的合速度與水流方向的夾角為θ,則有:tanθ=$\frac{900}{1200}$=0.75;
根據(jù)矢量的合成法則,當(dāng)游艇頭垂直河岸行駛時(shí),航速最小,
則游艇在靜水中的最小速度為,v2=v1sinθ=30m/s,
那么此時(shí)游艇在河中航行的時(shí)間t=$\fraczrnbhvb{{v}_{2}cos37°}$=$\frac{900}{30×0.8}$=37.5s,
答:為了不被沖進(jìn)瀑布,游艇應(yīng)垂直河岸航行時(shí),速度最小,最小值為30m/s,
此時(shí)游艇在河中航行的時(shí)間為37.5s.

點(diǎn)評(píng) 考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用,掌握矢量的合成法則的內(nèi)容,注意合運(yùn)動(dòng)軌道確定是解題的關(guān)鍵,同時(shí)理解航行速度最小的依據(jù).

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A.自由落體運(yùn)動(dòng)B.平拋運(yùn)動(dòng)C.斜上拋運(yùn)動(dòng)D.豎直上拋運(yùn)動(dòng)

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