有一小船正在渡河,如图所示,在离对岸30 m时,其下游40m处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸,那么,小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-06-25 11:39:31 高中物理

有一小船正在渡河,如图所示,在离对岸30 m时,其下游40m处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸,那么,小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?

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【答案】

3 m/s

【解析】

设船相对于静水的速度为v1,水速为v2,船的合速度v的方向(过河方向)与水速夹角为α,如图所示.由几何关系知,当v1垂直于v时,v1才最小,此时v1=v2sin α.由题意知sin α最小值为1,所以v1最小值为vmin=5×2m/s=3 m/s,故当船在静水中的速度v1与v垂直,且船沿危险临界线航行时,v1最小,此时v1=vmin=3 m/s.

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