2.两种处理方法
方法1:根据运动的实际效果分析
小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动速度v水)和船相对水的运动(船在静水中的速度v船),船的实际运动是合运动(船的合速度v合)。
(1)若小船要垂直于河岸过河,使过河路径最短,应将船头偏向上游,如图314甲所示,此时过河时间t==(d为河宽)。
同时可以看出,若要能垂直于河岸过河,必须使v水、v船和v合能构成直角三角形,即满足v船>v水,也就是船在静水中的速度要大于水速。
图314
(2)若使小船过河的时间最短,应使船头正对河岸行驶,如图乙所示,此时过河时间t=,且小船一定在对岸下游处靠岸。
(3)如果v船<v水,要使渡河位移最小,此时小船不能垂直河岸渡河。以水流速度矢量的末端A为圆心,以小船在静水中速度的大小为半径作圆,过O点作该圆的切线,交圆于B点,此时船速与半径AB平行,如图315所示。此时小船实际运动的速度(合速度v合)与垂直河岸方向的夹角最小,小船渡河位移最小。
图315
此时,v船与河岸的夹解θ满足cos θ=。渡河时间t=。
方法2:利用正交分解法
图316
将船在静水中的速度v船沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解,如图316所示