内容正文:
习题课:运动的合成与分解的两个模型
学习目标 思维导图
1.会用运动的合成与分解的方法分析小船渡河类问题。
2.会用运动的合成与分解的方法分析绳杆连接物体类速度问题。
探究一
探究二
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小船渡河模型
情境导引
一条宽为d的大河上有两个码头A、B隔河正面相对。小明驾着小船从码头A出发,欲将一批货物运送到对岸的码头B。已知河水流速为v1,小船在静水中的航速为v2,且v1<v2。
(1)小明如何航行才能在最短时间内到达河对岸;如此航行,能到达对岸的B点吗?
(2)要想到达对岸的B点,应如何航行;如此航行,渡过此河需要消耗多长时间?
探究一
探究二
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探究一
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知识归纳
小船相对于河岸的运动是小船的实际运动,也是合运动,可分解为小船相对静水和随水下漂两个分运动。此类问题常常讨论以下两种情况。
探究一
探究二
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1.渡河时间最短
探究一
探究二
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探究一
探究二
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(2)若v水>v船,这时无论船头指向什么方向,都无法使船垂直河岸渡河,即最短位移不可能等于河宽d。
探究一
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实例引导
例1(多选)在宽度为d的河中,水流速度为v2,船在静水中速度为v1(且v1>v2),方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船( )
A.可能的最短渡河时间为
B.可能的最短渡河位移为d
C.只有当船头垂直河岸渡河时,渡河时间才和水速无关
D.不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水速均无关
探究一
探究二
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答案:BD
规律方法 研究小船渡河问题的思路
(1)研究小船渡河时间时→应用v船垂直于河岸的分速度求解,与v水的大小无关。
(2)分析小船速度时→可画出小船的速度分解图进行分析。
(3)研究小船渡河位移时→要对小船的合运动进行分析,必要时画出位移合成图。
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探究二
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变式训练1(多选)河水的流速与某河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示。若要使船以最短时间渡河,下列说法正确的是( )
A.船渡河的最短时间为100 s
B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C.船在河中航行的轨迹是一条直线
D.船在河水中的最大速度为7 m/s
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探究二
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解析:由运动的独立性可知,垂直河岸方向速度越大渡河时间越短,即船头始终与河岸垂直航行时时间最短,tmin=