Question

13．如圖所示，A船從港口P出發(fā)去攔截正以速度u_o沿直線勻速航行的船B，P與B所在航線的垂直距離為a，A船起航時，B船與P的距離為b（b＞a），若忽略A船啟動時間，認(rèn)為它一起航就勻速運動，則A船能攔截到B船所需的最小速率為（　　）

• A． υ₀
• B． $\frac{a}$v₀
• C． $\frac{a}$v₀
• D． $\frac{a}{\sqrt{^{2}-{a}^{2}}}$v₀

Answer 1

分析 對A的速度沿MN和PN的方向進(jìn)行正交分解，利用等時性在MN和PN的方向上列式，通過數(shù)學(xué)知識的推導(dǎo)，即可得知A船能攔截到B船的最小速度．

解答 解：對B船的速度沿MN和PN的方向進(jìn)行正交分解為v_x和v_y，有運動的等時性有：$\frac{a}{{v}_{y}}$=$\frac{\sqrt{^{2}-{a}^{2}}}{{v}_{0}-{v}_{x}}$
得：v_y=$\frac{a（{v}_{0}{v}_{x}）}{\sqrt{^{2}-{a}^{2}}}$ …①
A船的速度為：
v=$\sqrt{{v}_{x}^{2}+{v}_{y}^{2}}$ …②
折MN的長度為c，有：b²-a²=c²…③
將①式代入②式并結(jié)合③式得：
v=$\sqrt{\frac{（b{v}_{x}-\frac{{a}^{2}{v}_{0}}）^{2}}{{c}^{2}}+\frac{{a}^{2}{v}_{0}^{2}}{^{2}}}$
當(dāng)且僅當(dāng)bv_x=$\frac{{a}^{2}{v}_{0}}$ 時，v有最小值，為：
v=$\frac{a{v}_{0}}$，故ACD錯誤，B正確；
故選：B．

點評 該題是一道非常容易出錯的一道題，往往會認(rèn)為A船沿PN的方向航行，速度最�。�解答該題的關(guān)鍵是把A船的速度進(jìn)行正交分解后，根據(jù)數(shù)學(xué)知識列式并推導(dǎo)出A的速度的表達(dá)式，結(jié)合數(shù)學(xué)知識判斷A船的速度由極值的條件，繼而可得A船的最小速度．該題還可利用相對運動的知識求解，以B為參考系，A相對于B的運動就是沿PM方向做勻速直線運動，也可得知A船最小速度．