《高一物理必修2》5.1曲线运动应用二 重点模型1:小船渡河同步专项练习

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小船渡河模型
打卡:让优秀成为习惯 整理:陈庆威
【知识方法——重点突出】
1. 模型构建
匀速运动的船在匀速流动的水中航行,该运动情景可看作“小船渡河”模型。
2.模型特点
(1)一般情况下,船速和水速恒定,河岸平直且平行。
(2)船的实际运动是随水流的运动和船相对静水的运动的合运动。
(3)三种速度:船在静水中的速度 v2、水的流速 v1、船的实际速度 v。如图 1
1 图 2 图 3
3.三种情景
(1)最短时间头正对河岸行驶时,渡河时间最短, (d 为河宽)
如图 2。
(2)最短航程
①若v2>v1:合速度垂直于河岸时,航程最短为 d。船头指向上游与河岸夹角为
θ, ;如图 3。
②若v2< v1:则无论船头指向哪个方向行驶船总要被水冲向下游。怎样才能使过
河路径最短呢? 如图 4,设船头(v2)与河岸成 θ 角,合速度 v 与河岸成 α 角,可
以看出,α 越大,过河路径越短。那什么条件下 α 角最大呢?
4 图 5
如图 5,以 v1的矢尖为圆心, v2的大小为半径画圆弧,当合速度 v 与圆弧相切
时,可以看出,α 最大。此时 , 过河的最短路径:
【例题精选——最新最全】
题型一:过河的最短时间
【例题 12021·全国高一期末)如图所示,某人由 A点划船渡河,船头指向始终与
河岸垂直,河宽 120m,水流速度为 3m/s,船在静水中的速度为 4m/s,则以下说法中
正确的是(  )
A.小船渡河时间为 40s
B.小船渡河时间为 30s
C.小船渡河时间为 24s
D.小船渡河时间无法确定
【变式 12020·扬州市江都区大桥高级中学高三月考)某人划船渡河,河宽为 ,
船在静水中划行速度大小为 ,船头方向与河岸间夹角为 ( ),水流动速
度大小为 ,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.若水流的速度增大,渡河时间变长
B.若水流的速度增大,渡河时间变短
C.改变 ,可使渡河的最短时间为
D.无论船速 v1多大,通过改变 ,可使小船到达正对岸 O
题型二:船速大于水速的情况
【例题 22020·安徽高三月考)如图所示,一小船从河岸上的 P点过河,已知河水
流速 ,第一次过河时,小船在静水中的速度为 ,且小船以最短时
间过河,刚好到达对岸的 Q点;第二次过河时,小船在静水中的速度为 ,
且小船仍从 P点出发,第二次小船过河所用时间与第一次相同,下列说法正确的是(
A.第二次小船过河到达对岸时一定在 Q点的左侧
B.第二次小船过河到达对岸时一定在 Q点的右侧
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