渡河问题牵连速度问题.ppt
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小船渡河问题与绳拉物牵连速度问题 ppt课件
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笨,没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
4
一、合运动与分运动
1.合运动与分运动的概念 2、运动的合成:已知分运动求合运动
运动的分解:已知合运动求分运动 3、运动的合成分解是指a、v、s的合成与分解。
s、v、a的合成与分解都遵循:平行四边形定则
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问 题
v 17
AB
A
θ
v船
v合
θ
v水
v船 v合
v船 v合
v船
θ
v水
θ
v水
1.V船垂直于正对岸 2.船头偏向上游且v船>v水 3.若v船<v水,
渡河时间最短 tmin=d/v船
航程最短Smin=d
最短航程为smin=d*v水/ v船
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
18
题
• 如果:
2、如图5所示,湖中有一条小船,岸边的 人用缆绳跨过一个定滑轮拉船靠岸,若绳 子被以恒定的速度v拉动,其与水平方向 的角度是α,船是否做匀加速直线运动?当 α=600时小船前进的瞬时速度多大?
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
26
题
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
9
题
解:1、当船头指向斜上游,与岸夹角为Ѳ时,合 运动垂直河岸,航程最短,数值等于河宽100米。
则cos Ѳ = v 1 3
v2
4
合速度:vv22v124232m s7m s
过河时间:t d 100s1007
v7
7
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
10
题
分析2:时间最短
求:(1)欲使船渡河时间最短, 船应该怎样渡河?
4
一、合运动与分运动
1.合运动与分运动的概念 2、运动的合成:已知分运动求合运动
运动的分解:已知合运动求分运动 3、运动的合成分解是指a、v、s的合成与分解。
s、v、a的合成与分解都遵循:平行四边形定则
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问 题
v 17
AB
A
θ
v船
v合
θ
v水
v船 v合
v船 v合
v船
θ
v水
θ
v水
1.V船垂直于正对岸 2.船头偏向上游且v船>v水 3.若v船<v水,
渡河时间最短 tmin=d/v船
航程最短Smin=d
最短航程为smin=d*v水/ v船
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
18
题
• 如果:
2、如图5所示,湖中有一条小船,岸边的 人用缆绳跨过一个定滑轮拉船靠岸,若绳 子被以恒定的速度v拉动,其与水平方向 的角度是α,船是否做匀加速直线运动?当 α=600时小船前进的瞬时速度多大?
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
26
题
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
9
题
解:1、当船头指向斜上游,与岸夹角为Ѳ时,合 运动垂直河岸,航程最短,数值等于河宽100米。
则cos Ѳ = v 1 3
v2
4
合速度:vv22v124232m s7m s
过河时间:t d 100s1007
v7
7
小船渡河问题与绳拉物牵连速度问
10
题
分析2:时间最短
求:(1)欲使船渡河时间最短, 船应该怎样渡河?
专题:渡河与关联速度问题PPT课件
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v2
v
水流速度v1
如 左 图 , 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。
什么条件下α角最大呢? 曲
v1
线 运
动
以v1的矢尖为圆心, v2
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 sincos v2
v1
v1
过河的最短路径:
s d dv1
线
运
动
曲 线 运 动
THE END!
一.渡河问题
曲 线
运
(1)最短时间过河
动
(2)最短路程过河
二.“绳+物”问题
曲 线 运 动
❖ 渡河问题
水流速度v1
曲
线
运
v1(船随水流的运动)
动
【问题综述】 小船在有一定流速的河中过河时,实际上参与了两个方 向的运动:
①船随水流的运动—— v1(水冲船的运动) ②船相对于水的运动—— v2 (即在静水中船的运动) 船的实际运动为合运动—— v 。
曲 线 运 动
A
vA
“绳+物”问题
【问题综述】 此类问题的关键是:
1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动
2.根据运动效果寻找分运动;
3.一般情况下,分运动表现在:
曲
线
①沿绳方向的伸长或收缩运动;
运
动
②垂直于绳方向的旋转运动。
4.根据运动效果认真做好运动矢量图,是解题的关键。
5.对多个用绳连接的物体系统,要牢记在绳的方向上各点的
条件: v2> v1
线 运
高中物理【渡河问题与关联速度问题】优秀课件
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人教物理必修第二册
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[思路点拨] 求解小船渡河问题应注意以下问题: (1)船头指向是小船在静水中的速度的方向; (2)小船实际运动的方向是合速度的方向; (3)当v水>v船时,小船不能垂直河岸渡河。
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[答案] (1)40 s 正对岸下游120 m处 (2)船头指向与岸的上游成53° 角 50 s (3)船头指向与岸的上游成60°角
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小船要横渡一条200 m宽的河,水流速度为3 m/s,船在静水 中的航速是5 m/s,求: (1)当小船的船头始终正对对岸行驶时,它将在何时、何处到达对岸? (2) 要 使 小 船 到 达 河 的 正 对 岸 , 应 如 何 行 驶 ? 多 长 时 间 能 到 达 对 岸 ? (sin 37°=0.6) (3)如果水流速度变为10 m/s,要使小船航程最短,应如何航行?
(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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1.(多选)下列各图中实线为河岸,河水的流动方向如图中v 的箭头所示,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线。假设船头方 向为船在静水中的速度方向,则以下各图可能正确的是( AB )
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最短 时间
当船头方向垂直河岸时,渡河时间最短,最 短时间 tmin=vd船
最短 位移
如果 v 船>v 水,当船头方向与上游夹角 θ 满 足 v 船 cos θ=v 水时,合速度方向垂直于河岸, 渡河位移最短,等于河宽 d
小船渡河与关联速度问题(课件)-高一物理同步精品课堂(人教版2019必修第二册)
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向的两个分速度,如图所示。
v0
根据平行四边形定则得 v0=vcos θ,解得 v=
,故 D h
SZ-LWH
跟踪练习
3. (多选)(2023·河北省邢台市高一下期中)甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用轻
直杆连接,乙球处于粗糙水平地面上,甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上,初始时
v水
dv水
d
位移为 xmin=sin θ=
v船
Sz-lwh
SZ-LWH
跟踪练习
1 .(2023·福建福州高一期末)小船在静水中的速度为4 m/s,河宽为200 m,水流
速度为2 m/s,下列说法正确的是( A )
A.小船过河的最短时间为50 s
B.小船以最短时间过河,其位移为200 m
C.船头垂直河岸过河,水速越大,过河时间越长
光滑的竖直杆上,当 B 以速度 v0 匀速沿斜面体下滑时,使物体 A 到达如图所
示位置,绳与竖直杆的夹角为θ,连接 B 的绳子始终与斜面体平行,则物体 A
上升的速度是( D )
A.v0sin θ
v0
B.
sin θ
C.v0cos θ
v0
D.
cos θ
Sz-lwh
SZ-LWH
解析
跟踪练习
设此时物体A的速度为v,将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方
3.小船渡河问题的常见三种情况
(4) 小船渡河时间的长短与水流速度是否有关?
无关。
v船
水流速度只会影响水平方向位移.
v水
Sz-lwh
SZ-LWH
情况
核心●归纳
图示
说明
若要使小船渡河时间最短, 只要使小船在垂直于河岸
鲁科版必修第二册 2.1.2小船渡河和关联速度问题 课件(40张)
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【思考·讨论】 在渡河小游戏中,一条匀速前进的小船要 过河,怎样使小船渡河时间最短? (科学思维) 提示:船头垂直于河岸渡河时间最短。
【典例示范】 一小船要渡河,河宽d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s。若 船在静水中的速度为v2=5 m/s,求: (1)欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用 多长时间?位移是多少? (2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长 时间?位移是多少?
二 关联速度问题 1.常见问题:物体斜拉绳或绳斜拉物体,如图甲、乙所 示。
2.规律:由于绳不可伸长,绳两端所连物体的速度沿着 绳方向的分速度大小相等。
3.速度的分解方法:图甲中小车向右运动拉绳的结果, 一方面是滑轮右侧绳变长,另一方面是使绳绕滑轮转动 ,由此可确定车的速度分解为沿绳和垂直绳的两个分速 度,甲、乙两图的速度分解如图丙、丁所示。
【解析】 (1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂
直河岸方向 当船头垂直河岸时,如图甲所示,合速度为 倾斜方向,垂直分速度为v2=5 m/s
t d 36 s, v v2
x vt 90 5 m
v12
v
2 2
5 2
5 m/s
(2)欲使船渡河航程最短,应垂直河岸渡河,船头应朝上 游与垂直河岸方向成某一夹角α,如图乙所示; 有v2sin α=v1,得α=30° 所以当船头向上游偏30°时航程最短
B.减小α角,减小v
C.减小α角,保持v不变
D.增大α角,保持v不变
【解析】选B。由题意可知,船相对水的速度为v,其航 线恰好垂直于河岸,当水流速度稍有减小,为保持航线 不变,且准时到达对岸,则如图所示,可知减小α角,减 小v,故选项B正确,A、C、D错误。
2.(多选)一艘船的船头始终正对河岸方向行驶,如图所 示。已知:船在静水中行驶的速度为v1,水流速度为v2, 河宽为d。则下列判断正确的是 ( )
小船渡河和关联速度问题课件
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同情况下的模拟和分析。
缺点
数值模拟和仿真需要一定的计 算资源和时间,同时模型的建 立和方程的求解也可能存在误 差和不确定性,需要谨慎处理
。
适用范围
数值模拟和仿真适用于各种小 船渡河问题,包括静水、急流 、多船等情况,同时也可以用 于其他相关问题的研究和分析
。
04
小船渡河问题的实际应用 和案例分析
实际应用中的小船渡河问题
小船渡河问题的分类和特点
小船渡河问题可以分为垂直渡河和 斜线渡河两种情况。
斜线渡河:小船以一定的角度θ行驶 ,需要同时考虑水流速度v1和小船 速度v0的影响。
垂直渡河:小船以垂直方向行驶, 需要克服水流速度v1的影响。
小船渡河问题的特点是多因素影响 ,包括水流速度、小船速度、航向 角度等。
02
小船渡河问题的数学模型 和解析
小船渡河和关联速度问题课 件
2023-11-01
目录
• 小船渡河问题概述 • 小船渡河问题的数学模型和解析 • 小船渡河问题的数值模拟和仿真 • 小船渡河问题的实际应用和案例分析 • 小船渡河问题的解决方案和建议
01
小船渡河问题概述
问题的起源和重要性
小船渡河问题起源 于实际生活中的运 输问题,具有重要 的现实意义。
案例分析二:某水库中的小船渡库问题
水库情况
某水库面积约为1平方公里,平均水 深约为30米,水流平缓。
小船情况
小船与河流中的小船类似,但可能 更加适应水库的环境。
渡库时间
由于水库面积较大,渡库时间可能 会更长,约为20分钟到30分钟。
安全问题
由于水库较深,小船在渡库过程中 可能会遇到水下障碍物或暗流,需 要注意安全问题。
小船渡河问题对于 理解物理学中的运 动、力和速度等概 念具有重要意义。
缺点
数值模拟和仿真需要一定的计 算资源和时间,同时模型的建 立和方程的求解也可能存在误 差和不确定性,需要谨慎处理
。
适用范围
数值模拟和仿真适用于各种小 船渡河问题,包括静水、急流 、多船等情况,同时也可以用 于其他相关问题的研究和分析
。
04
小船渡河问题的实际应用 和案例分析
实际应用中的小船渡河问题
小船渡河问题的分类和特点
小船渡河问题可以分为垂直渡河和 斜线渡河两种情况。
斜线渡河:小船以一定的角度θ行驶 ,需要同时考虑水流速度v1和小船 速度v0的影响。
垂直渡河:小船以垂直方向行驶, 需要克服水流速度v1的影响。
小船渡河问题的特点是多因素影响 ,包括水流速度、小船速度、航向 角度等。
02
小船渡河问题的数学模型 和解析
小船渡河和关联速度问题课 件
2023-11-01
目录
• 小船渡河问题概述 • 小船渡河问题的数学模型和解析 • 小船渡河问题的数值模拟和仿真 • 小船渡河问题的实际应用和案例分析 • 小船渡河问题的解决方案和建议
01
小船渡河问题概述
问题的起源和重要性
小船渡河问题起源 于实际生活中的运 输问题,具有重要 的现实意义。
案例分析二:某水库中的小船渡库问题
水库情况
某水库面积约为1平方公里,平均水 深约为30米,水流平缓。
小船情况
小船与河流中的小船类似,但可能 更加适应水库的环境。
渡库时间
由于水库面积较大,渡库时间可能 会更长,约为20分钟到30分钟。
安全问题
由于水库较深,小船在渡库过程中 可能会遇到水下障碍物或暗流,需 要注意安全问题。
小船渡河问题对于 理解物理学中的运 动、力和速度等概 念具有重要意义。
最新专题:渡河与关联速度问题教学讲义PPT课件
![最新专题:渡河与关联速度问题教学讲义PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/69770cc2b0717fd5360cdce9.png)
伸长,也不能缩短,故各点沿
着绳子的分速度相等)
【答案】 vMvcos
❖ “绳+物”问题
【例题】如图所示,以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A,用
细绳通过定滑轮拉动物体B在水平桌面上运动,当绳与水平
面夹角为θ时,物体B的速率为
,
B
曲
v
线 运
动
【答案】 vB=vsinθ
A
vsin
v
❖ “绳+物”问题
【例题】如图所示,A、B两物体用细绳相连,在水平面
曲 线 运 动
❖ 渡河问题
【例题】一船准备渡河,已知水流速度为v0=1m/s,船在静水 中的航速为v’ =2m/s,则:
①要使船能够垂直地渡过河去,那么应向何方划船?
②要使船能在最短时间内渡河,应向何方划船?
曲
线
运动矢量分析
运 动
v v'
v0
【答案】①θ=600
②垂直于河岸
v v'
v0
❖ 渡河问题
,
若使船匀速靠岸,则纤绳的速度是
。(填:匀速、加速、
减速)
v v'
1、画出绳上需要研究的点曲
(
通
常
是
端
点
)
的
实
际
速
度
线 运
(合速度);
动
2、将各点的实际速度进行分
解
(沿绳的方向以及垂直于绳的方
向分解)
3、列等式。 (因为绳子既不能
伸长,也不能缩短,故各点沿
着绳子的分速度相等)
【答案】
v' v
cos
速度大小相等。
6.此类问题还经常用到微元法求解。
高一下学期物理人教版必修第二册5.2 课时2 小船过河与绳——杆关联速度问题 课件(共20张PPT)
![高一下学期物理人教版必修第二册5.2 课时2 小船过河与绳——杆关联速度问题 课件(共20张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/81a5493c0a1c59eef8c75fbfc77da26925c596b9.png)
一分运动的速度大小不变, 研究其速度方向
不同时对合运动的影响,这样的运动系统可看
做小船渡
视
频
2.模型分析
(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。
(2)三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度)。
(3)两个极值
d
①过河时间最短:v1⊥v2,tmin=—(d为河宽).
速度v⊥=v船sin
α,故小船渡河时间为t=
,当α
船sin
=90°,即船头与河岸垂直时,渡河时间最短,最短
时间为tmin=50 s.
【练一练】小船要渡过200 m宽的河,水流速度为2 m/s,船在静水中的速度为4 m/s,求:
(4)若水流速度是5 m/s,船在静水中的速度是3 m/s,则怎样渡河才能使船驶向下游的距
离最小?最小距离是多少?(结果取整数)
(4)因为v′船<v′水,船不可能垂直河岸横渡.如图所示,设船头(v′
船)与上游河岸成β角,合速度v′与下游河岸成γ角,可以看出γ角
越大,船驶向下游的距离x′越小.以v′水矢量的末端为圆心,以v′
船的大小为半径画圆,当合速度v′与圆相切时,γ角最大.cos
′船
水平方向向右做匀速直线运动的过程中( BCD )
A.物体 A 也做匀速直线运动
B.绳子的拉力始终大于物体 A 所受的重力
C.物体 A 的速度小于物体 B 的速度
D.地面对物体 B 的支持力逐渐增大
小船过河
运动的合成与分解的应用
绳——杆关联速度
且v2>v1,下面用小箭头表示小船及船头的指向,则能正确反映小
船在最短时间内渡河、最短位移渡河的情景图示依次是
不同时对合运动的影响,这样的运动系统可看
做小船渡
视
频
2.模型分析
(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。
(2)三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度)。
(3)两个极值
d
①过河时间最短:v1⊥v2,tmin=—(d为河宽).
速度v⊥=v船sin
α,故小船渡河时间为t=
,当α
船sin
=90°,即船头与河岸垂直时,渡河时间最短,最短
时间为tmin=50 s.
【练一练】小船要渡过200 m宽的河,水流速度为2 m/s,船在静水中的速度为4 m/s,求:
(4)若水流速度是5 m/s,船在静水中的速度是3 m/s,则怎样渡河才能使船驶向下游的距
离最小?最小距离是多少?(结果取整数)
(4)因为v′船<v′水,船不可能垂直河岸横渡.如图所示,设船头(v′
船)与上游河岸成β角,合速度v′与下游河岸成γ角,可以看出γ角
越大,船驶向下游的距离x′越小.以v′水矢量的末端为圆心,以v′
船的大小为半径画圆,当合速度v′与圆相切时,γ角最大.cos
′船
水平方向向右做匀速直线运动的过程中( BCD )
A.物体 A 也做匀速直线运动
B.绳子的拉力始终大于物体 A 所受的重力
C.物体 A 的速度小于物体 B 的速度
D.地面对物体 B 的支持力逐渐增大
小船过河
运动的合成与分解的应用
绳——杆关联速度
且v2>v1,下面用小箭头表示小船及船头的指向,则能正确反映小
船在最短时间内渡河、最短位移渡河的情景图示依次是
小船渡河、关联速度PPT
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v⊥
(2)垂直于绳以定滑轮为圆心的转动的速度v .⊥ 求得物体 A 的速度 vA=
v0
cos θ
.
◆.绳子末端速度的分解方法
【例4】如图所示,绳子以恒定速率v 沿水平方 向通过定滑轮牵引小船靠岸,当绳子与水面夹角为 θ时,船的速度为多大? 【解析】1.沿绳子方向两个绳连接的物体沿 绳子方向的速度大小相等( v∥ =v )。 2.当绳与物体运动方向有夹角时,沿绳子方向 和垂直绳子方向速度为分速度. v 物体运动的方向为合速度方向。 v∥ v船 =v/cosθ A θ v C船 v⊥
【解析】寻找分运动效果
B
v
A
【答案】
vB=vsinθ
v sin
v
如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小
车匀速向右运动时,物体A的受力情况是( A. 绳的拉力大于A的重力 B. 绳的拉力等于A的重力 C. 绳的拉力小于A的重力 D. 拉力先大于重力,后小于重力 )
【点拨】
速度分解 → 运用三角函数 → 利用牛顿运动定律计算
v 船 船头指向与上游河岸成θ: cos v
【练3—1】小船在静水中速度为v,今小船要渡 过一条小河,船在行驶过程中,船头始终与河岸垂 直.若航行到河中间时,水流速度增大,则渡河时间 与预定的时间相比( B ) A.减少 B.不变 C.增加 D.无法确定 【解析】小船实际上参与了两种运动.一种是 垂直河岸的以恒定速度来渡河,另一种是随水以 水流速度向下漂移.而渡河时间只由河宽与垂直河 岸的速度共同来决定,由分运动的独立性可知, 水流速度不影响渡河时间,它只影响小船登陆地 点和运动轨迹.
【解析】如果水流速度大于船上在静水中的航行速度, 则不论船的航向如何,总是被水冲向下游。怎样才能使 漂下的距离最短呢?
高一下学期物理人教版2019必修第二册5.2 课时2 小船过河与绳——杆关联速度问题(22张PPT)
![高一下学期物理人教版2019必修第二册5.2 课时2 小船过河与绳——杆关联速度问题(22张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/4ed3d0132a160b4e767f5acfa1c7aa00b52a9dba.png)
3. 情形三:渡河的最短位移(v船<v水)
B
xmin
θ
D
d
v船
v v船
θ A
θ v水 E C
当v船方向与合速度v 方向垂直时,有最短渡河位移xmin 。
3. 情形三:渡河的最短位移(v船<v水)
B
xmin
v合
d
v船
θ A
θ
v水
C
当v船方向与合速度v 方向垂直时, 有最短渡河位移xmin 。
当船头斜向上游,与河岸成θ,且满足
思考1: 船在渡河过程中,船头始终指向正对岸, 船最终到达的是正对岸吗? 思考2:假设河中各处水流速度均匀,那么水流 的速度会影响到船的渡河时间吗? 思考3:调整船头的指向会影响船渡河的时间吗? 影响船渡河时间的因素有哪些?
3. v船 的速度的分解
v⊥
v⊥
v水
v∥
v∥
v船
v⊥:渡河分速度(使船向对岸运动) 正交分解
B.加速上升 D.减速上升
2.如图所示,AB杆和墙的夹角为θ时,杆的A端沿墙下滑的速度大 小为v1,B端沿地面的速度大小为v2,则v1、v2的关系是( C )
A.v1=v2 C.v1=v2tan θ
B.v1=v2cos θ D.v1=v2sin θ
3.如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。若水流 速度增大,为保持航线不变,下列说法中正确的是( B ) A. 增大船速,过河时间不变 B. 增大船速,过河时间缩短 C. 减小船速,过河时间变长 D. 减小船速,过河时间不变
v1 v2
(2)要垂直过河,合速度则要垂直对岸
过河速度: v v12 v22 7m / s
过河时间:tΒιβλιοθήκη d 200 s 75.6s v7
高一物理运动的合成与分解小船渡河和速度关联问题课件
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(2)渡河位移最短问题:
求解渡河位移最短问题,分为两种情况:
①若 v 水<v 船,最短的位移为河宽 d,此时渡
河所用时间
t=v船sdin
,船头与上游夹角满足 θ
v
船
图 1-2-2
cos θ=v 水,如图 1-2-2 所示。
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,寻找最短位移的方法是:
乙
则 cos θ=vv12=35,θ=53°
v′= v2 2-v1 2= 52-32 m/s=4 m/s,
渡河时间 t′=vd′=2040 s=50 s。
[答案] (1)船头指向对岸 40 s 233 m
(2)船头与岸所成角为53°指向河上游 50 s
返回
[借题发挥] (1)小船同时参与随水漂流和船在静水中的运动, 两个运动互不干扰,且具有等时性。 (2)小船过河的时间由垂直河岸方向船的分速度例题中,若水流速度v1=5 m/s,船在静水中的速度 v2=3 m/s。则上题中(1)、(2)问的结果又如何? 解析:(1)当船头指向对岸时,渡河时间最短, tmin=vd2=2030 s≈66.7 s 船经过的位移大小 s= v1 2+v2 2tmin≈388.7 m。
返回
(2)欲使船航行距离最短,船速 v2 应与合速度 v 垂直,如图所示。 sin θ=vv21=35,θ=37°, 过河时间 t=v2cdos θ=83.3 s。 答案:(1)船头指向对岸 66.7 s 388.7 m (2)船头与岸所成角为53°指向河上游 83.3 s
与竖直方向的夹角减小。所以船的速度 vx 应有沿 OP 绳指向 O
的分速度 v1 和垂直 OP 的分速度 v2,由运动的分解可求得 vx
(2)渡河位移最短问题:
求解渡河位移最短问题,分为两种情况:
①若 v 水<v 船,最短的位移为河宽 d,此时渡
河所用时间
t=v船sdin
,船头与上游夹角满足 θ
v
船
图 1-2-2
cos θ=v 水,如图 1-2-2 所示。
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,寻找最短位移的方法是:
乙
则 cos θ=vv12=35,θ=53°
v′= v2 2-v1 2= 52-32 m/s=4 m/s,
渡河时间 t′=vd′=2040 s=50 s。
[答案] (1)船头指向对岸 40 s 233 m
(2)船头与岸所成角为53°指向河上游 50 s
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[借题发挥] (1)小船同时参与随水漂流和船在静水中的运动, 两个运动互不干扰,且具有等时性。 (2)小船过河的时间由垂直河岸方向船的分速度例题中,若水流速度v1=5 m/s,船在静水中的速度 v2=3 m/s。则上题中(1)、(2)问的结果又如何? 解析:(1)当船头指向对岸时,渡河时间最短, tmin=vd2=2030 s≈66.7 s 船经过的位移大小 s= v1 2+v2 2tmin≈388.7 m。
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(2)欲使船航行距离最短,船速 v2 应与合速度 v 垂直,如图所示。 sin θ=vv21=35,θ=37°, 过河时间 t=v2cdos θ=83.3 s。 答案:(1)船头指向对岸 66.7 s 388.7 m (2)船头与岸所成角为53°指向河上游 83.3 s
与竖直方向的夹角减小。所以船的速度 vx 应有沿 OP 绳指向 O
的分速度 v1 和垂直 OP 的分速度 v2,由运动的分解可求得 vx
新教材高中物理第5章素养提升课1小船渡河与关联速度问题pptx课件新人教版必修第二册
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速度通常不同,但却有某种联系,我们称二者的速度为关联速度。
2.关联速度的思路
(1)确定合运动的方向:物体实际运动的方向就是合运动的方向,即合速
度的方向。
(2)确定合运动的两个效果。
用轻绳或可自由转动的轻杆连接的―→ቊ效果1:沿绳或杆方向的运动
效果2:垂直绳或杆方向的运动
效果1:垂直接触面的运动
物体的问题相互接触的物体的问题―→ቊ
船在静水中的速度为v2=5 m/s,则:
(1)欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?
位移是多少?
(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移
是多少?
(3)如果其他条件不变,水流速度变为6 m/s。船过河的最短时间和最
小位移是多少?
[思路点拨] 求解小船渡河问题应理清以下问题:
[解析]
(1)根据实际效果可将汽车的运动分解为沿绳方向上的运动
和垂直于绳方向上的运动,如图所示,则有v2=v1sin θ=v sin θ。
(2)当汽车水平向左做匀速直线运动时,角度θ变大,由v2 =v sin θ
知,绳的运动速度变大,即物体将加速上升。
(3)物体加速上升,即物体所受合外力的方向竖直向上,而物体只受
√
D.v1=v2sin θ
)
C
[可以把A、B两点的速度分解,如图所示,由于杆不能变长或变
短,沿杆方向的速度应满足v1x =v2x ,即v1cos θ=v2sin θ,v1 =
v2tan θ,C正确。]
4.如图所示,某人用绳通过定滑轮拉小船,设人匀速拉绳的速度
为v0 ,绳某时刻与水平方向夹角为α,则小船的运动性质及此时刻
度图像如图乙所示,则(
)
2.关联速度的思路
(1)确定合运动的方向:物体实际运动的方向就是合运动的方向,即合速
度的方向。
(2)确定合运动的两个效果。
用轻绳或可自由转动的轻杆连接的―→ቊ效果1:沿绳或杆方向的运动
效果2:垂直绳或杆方向的运动
效果1:垂直接触面的运动
物体的问题相互接触的物体的问题―→ቊ
船在静水中的速度为v2=5 m/s,则:
(1)欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?
位移是多少?
(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移
是多少?
(3)如果其他条件不变,水流速度变为6 m/s。船过河的最短时间和最
小位移是多少?
[思路点拨] 求解小船渡河问题应理清以下问题:
[解析]
(1)根据实际效果可将汽车的运动分解为沿绳方向上的运动
和垂直于绳方向上的运动,如图所示,则有v2=v1sin θ=v sin θ。
(2)当汽车水平向左做匀速直线运动时,角度θ变大,由v2 =v sin θ
知,绳的运动速度变大,即物体将加速上升。
(3)物体加速上升,即物体所受合外力的方向竖直向上,而物体只受
√
D.v1=v2sin θ
)
C
[可以把A、B两点的速度分解,如图所示,由于杆不能变长或变
短,沿杆方向的速度应满足v1x =v2x ,即v1cos θ=v2sin θ,v1 =
v2tan θ,C正确。]
4.如图所示,某人用绳通过定滑轮拉小船,设人匀速拉绳的速度
为v0 ,绳某时刻与水平方向夹角为α,则小船的运动性质及此时刻
度图像如图乙所示,则(
)
第五章 专题强化 小船渡河与关联速度问题
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河水流速平行于河岸,不影响渡河时间,所以当船头垂直于河岸渡河时,所用时间 最短,最短时间为 t=vd1=1050 s=20 s. 如图甲所示,当船到达对岸时,船沿平行于河岸方向也发 生了位移,由几何知识可得,船的位移为 l= d2+x2,由题意 可得 x=v2t=3×20 m=60 m,代入得 l=20 34 m.
语文课件:/keji an/yuwen/ 数学课件:www.1ppt.c om/keji an/shuxue/
英语课件:/keji an/ying yu/ 美术课件:www.1ppt.c om/keji an/mei shu/
水流速度等大、反向,这种情况只适用于v船>v水时. 科学课件:/kejian/kexue/ 物理课件:/kejian/wuli/
①渡河时间 t 取决于河岸的宽度 d 及船沿垂直河岸方向上的速度大小,即 t=vd⊥.
②若要渡河时间最短,只要使船头垂直于河岸航行即可,如图 1 所示,此时 t=vd船.
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若水速越大,相同时间内沿水速方向的位移就越大,船在水中运动的总位移也就
越大,故B错误,A正确.
例2 已知某船在静水中的速度为v1=5 m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两 岸是理想的平行线,河宽为d=100 m,水流速度为v2=3 m/s,方向与河岸平行, (1)欲使船以最短时间渡河,渡河所用时间是多少?位移的大小是多少; 答案 20 s 20 34 m 解析 由题意知,当船在垂直于河岸方向上的分速度最大时,渡河所用时间最短,
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英语课件:/keji an/ying yu/ 美术课件:www.1ppt.c om/keji an/mei shu/
水流速度等大、反向,这种情况只适用于v船>v水时. 科学课件:/kejian/kexue/ 物理课件:/kejian/wuli/
①渡河时间 t 取决于河岸的宽度 d 及船沿垂直河岸方向上的速度大小,即 t=vd⊥.
②若要渡河时间最短,只要使船头垂直于河岸航行即可,如图 1 所示,此时 t=vd船.
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若水速越大,相同时间内沿水速方向的位移就越大,船在水中运动的总位移也就
越大,故B错误,A正确.
例2 已知某船在静水中的速度为v1=5 m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两 岸是理想的平行线,河宽为d=100 m,水流速度为v2=3 m/s,方向与河岸平行, (1)欲使船以最短时间渡河,渡河所用时间是多少?位移的大小是多少; 答案 20 s 20 34 m 解析 由题意知,当船在垂直于河岸方向上的分速度最大时,渡河所用时间最短,
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(1)根据运动的独立性原理、合运动 与分运动等时性原理,如河水是静止
的则船以由A到B历时10min;由A到 D历时12.5min。
A
cos AB v1t1 10 4 37或 arccos 4
AD v1t2 12.5 5
5
(2)根据分运动、合运动等时性原理,
v2
BC t1
120 600
度为v2=3m/s, 河宽为d=100m. 2.(1)使小船渡河时间最短,小船朝什么方向开 行?渡河时间是多少? 到达对岸的什么位置?
(2)若水流的速度增大到v2′=4m/s,渡河时间是
多少?到达对岸的什么位置?
模型一:小船渡河问题
例2:小船在静水中的速度为v1=5m/s,水流的速
度为v2=3m/s, 河宽为d=100m. 3.(1)使小船渡河路程最短,小船朝什么方向开 行? 渡河时间是多少?
答:过河路程由实际运动轨迹
的方向决定,故最短路程为d。 d V船 V实际
条件:v水<v船,且满足: cos
水
V水
船
模型一:小船渡河问题
例2:小船在静水中的速度为v1=5m/s,水流的速
度为v2=3m/s, 河宽为d=100m. 3.(1)使小船渡河路程最短,小船朝什么方向开 行? 渡河时间是多少?
运动时,系A,B的绳分别与水平方向成a、β角,
此时B物体的速度大小为
,方向如
何?
小船过河
如右图所示,若用v水表示水速,v船 v⊥ v实际
d
v船表示船速,则过河时间仅由
v水
v船的垂直于岸的分量v⊥决定,
即 ,t与 vvd水无关。
所以当v船垂直于岸时,过
V船
V实际
河所用时间最短,最短时间 d
为 t, v也d2 与v水无关。
V水
模型一:小船渡河问题
例1:小船在静水中的速度为v1=5m/s,水流的速
(2) 若船速v1=3m/s,水速v2=5m/s,使小船渡
河路程最短,小船朝什么方向开行?
B
V船< v水时船不能垂直过 河。图中s为最短位移。
s
v1
v
D
A
v2
如果水流速度大于船上在静水中的航行速
度,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游。
设船头V1与河岸成θ角,合速度V与河岸成α角. 可以看出:α角越大,船漂下的距离x越短,
0.2m
s
(3)研究与AB成角的情况如右图所示方向指向
D,合运动方向A指向B,则有:
v1 s in
v2
v1
0.2 3
1 m
3
s
5
A
(4)由运动的独立性原理。
S
v1t1
1 3
600
200m
A
练习2:小船从A点出发,要想沿直线AB航
行到对岸B点,水流速度v=3m/s,AB直线与 河岸夹角为300,要使小船划行速度最小, 求船划行的最小速度。
上游
Байду номын сангаас
300
A
B 下游
模型二:速度牵连问题
例3、如图所示,用一根轻绳拉住一置于水平地
面的物体,绳的另一端通过定滑轮被人拉住,
则当人用手匀速向左拉绳时,物体将做( )
A.匀速运动 B.减速运动
C.加速运动
提示: v
D.不能确定
v
v物
v=v物cos
物体逐渐的增实大,际v船运也动逐渐就增是大 合运动
练习3:如右图所示汽车以速度v匀速行驶,当
运动的合成和分解专题
渡河问题、牵连速度
复习与回顾:运动的合成与分解
1、从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成;求 一个已知运动的分运动,叫运动的分解。包括位移、 速度和加速度的合成或分解,由于它们都是矢量,所 以遵循平行四边形定则.
2、分析不在同一直线的两个运动的合成有何方法?
3、两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速 运动.若合初速度方向与合加速度方向在同一 条直线上时,则是直线运动; 若合初速度方向与合加速度 方向不在一条直线上时,则 是曲线运动.
以V2的矢尖为圆心,以V1为半径画圆,当V与圆 相切时,α角最大,
根据cosθ=V1/V2 船头与河岸的夹角应为:θ=arccosV1/V2
模型一:小船渡河问题
S1B
B’ S
t
t
v1
v
t
A
v2 S2
t最短
S1
SB
D
v1
v
D
A
v2 S2
v1>v2,s最短
B
v1
v
D
A
v2
v1<v2,s最短
练习1:小船匀速横渡一条河流,当船头垂直对 岸航行时,在出发后的10min到达对岸下游120m 处;若船头保持与河岸成α角向上游航行,在 出发后12.5min时到达正对岸,求: (1)水流的速度。 (2)船在静水中的速度。 (3)河的宽度。 (4)船头与河岸的夹角。
复习与回顾:运动的合成与分解
合运动、分运动的关系
1 合运动一定是物体的实际运动。 2 分运动之间互不相干(独立性)。 3 分运动与合运动是同时进行的(等时性)。
模型一:小船渡河问题
例1:小船在静水中的速度为v1=5m/s,水流的速
度为v2=3m/s, 河宽为d=100m. 2.(1)使小船渡河时间最短,小船朝什么方向开 行?渡河时间是多少? 到达对岸的什么位置?
汽车到达某点时,绳子与水平方向恰好成角,
此时物体M的速度大小是多少?
[分析]滑轮左侧汽车后面的绳子实际上同时参 与了两个运动:沿绳子方向拉长的运动和左上 方摆动。而M的运动速度就是沿绳子方向拉长
的速度,所以:vM=vcosθ
变例:如图所示,A、B两物体系在跨过光滑定
滑轮的一根轻绳的两端,当A物体以速度v向左