Question

【題目】船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖甲所示,河水的流速與船離河岸的距離的變化關(guān)系如圖乙所示,則當(dāng)船沿渡河時(shí)間最短的路徑渡河時(shí)( )

A. 船渡河的最短時(shí)間是60 s

B. 要使船以最短時(shí)間渡河,船在行駛過(guò)程中,船頭必須始終與河岸垂直

C. 船在河水中航行的軌跡是一條直線

D. 船在河水中的最大速度是5 m/s

Answer 1

【答案】B

【解析】試題分析：1．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)定義：如果物體同時(shí)參與了兩種運(yùn)動(dòng)，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做那兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，那兩種運(yùn)動(dòng)叫做這個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)．

2．在一個(gè)具體問(wèn)題中判斷哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)，哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是弄清物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是哪個(gè)，則這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)．物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是物體相對(duì)地面發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)是相對(duì)于地面上的觀察者所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)．

3．相互關(guān)系

①獨(dú)立性：分運(yùn)動(dòng)之間是互不相干的，即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)均按各自規(guī)律運(yùn)動(dòng)，彼此互不影響．因此在研究某個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，就可以不考慮其他的分運(yùn)動(dòng)，就像其他分運(yùn)動(dòng)不存在一樣．

②等時(shí)性：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)及其合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)發(fā)生，同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷的時(shí)間相等；因此，若知道了某一分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，也就知道了其他分運(yùn)動(dòng)及合運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間；反之亦然．

③等效性：各分運(yùn)動(dòng)疊加起來(lái)的效果與合運(yùn)動(dòng)相同．

④相關(guān)性：分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡．

本題船實(shí)際參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，沿水流方向的分運(yùn)動(dòng)和沿船頭指向的分運(yùn)動(dòng)，當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，船的實(shí)際速度為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合速度，根據(jù)分速度的變化情況確定合速度的變化情況．

解：A、當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，由乙圖可知河寬為300m

t==s=100s，故A錯(cuò)誤．

B、船的合運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于各個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，沿船頭方向分運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=，當(dāng)x1最小時(shí)，t最小，當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，x1有最小值，等于河寬d，故要使船以最短時(shí)間渡河，船在行駛過(guò)程中，船頭必須始終與河岸垂直，因而B正確；

C、由于隨水流方向的分速度不斷變化，故合速度的大小和方向也不斷變化，船做曲線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D、當(dāng)v2取最大值4m/s，且船垂直河岸行駛時(shí)，合速度為v===5m/s，當(dāng)船偏向下游時(shí)，則船的合速度大于5m/s，故D錯(cuò)誤；

故選：B．