一小船在河中逆水劃行,經(jīng)過某橋下時(shí),將一草帽落于水中順流而下,半小時(shí)后劃船人才發(fā)現(xiàn),并立即掉頭追趕,結(jié)果在橋下游8km處追上草帽,求水流的速度。設(shè)掉頭時(shí)間不計(jì),劃船速度及水流速度恒定。

  方法一(常規(guī)解法)河兩岸為參考系,設(shè)水流速度為v0,船速度為v。如下圖


距離1是半小時(shí)內(nèi)帽子以與水流相同的速度v0向下游移動(dòng)的距離

距離2是半小時(shí)內(nèi)船以相對(duì)于河岸的速度v-v0向上游的距離。


回頭追趕帽子時(shí),船相對(duì)于兩岸的速度為v0+v。

設(shè)從物體落水到發(fā)現(xiàn)物體落水的時(shí)間為,從發(fā)現(xiàn)落水到追到物體時(shí)間為,看圖發(fā)現(xiàn):為了追上物體,在時(shí)間內(nèi)船必須比帽子多走距離1與距離2之和,則有:,總時(shí)間就有了:1h。所以水流速度為。

方法二、以流水為參考系,是物體相對(duì)于流水是靜止的,而物體向上游的速度和追趕物體向下游的速度相對(duì)于流水速度是相同的,所以,如果選擇流水為參考系,則整個(gè)過程是這樣的:帽子掉下后靜止不動(dòng),船向前走半小時(shí)后再回來取帽子還是需要半小時(shí)。不明白,類比生活中的乘列車:若列車以速度v0向左運(yùn)動(dòng),人的行走速度是v,當(dāng)列車經(jīng)過一個(gè)加油站時(shí),你若不慎將帽子落在第一車廂,則可知落在地上的帽子相對(duì)于地面的速度是v0,相對(duì)于車廂是靜止的,你將帽子落在第一車廂后并沒有發(fā)覺,而是繼續(xù)在列車上向右行走,此時(shí)你相對(duì)于地面的速度是v-v0,相對(duì)于車廂的速度是v,半小時(shí)后你發(fā)現(xiàn)了,要回來取帽子,你說要多長(zhǎng)時(shí)間呢?(如果你半小時(shí)從第一車廂走到第五車廂,那么從第五車廂走到第一車廂要多長(zhǎng)時(shí)間呢?)所以選擇不同的參考系解題過程是不一樣的。

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