1.小船参与的两个分运动
(1)船相对水的运动(即船在静水中的运动),它的方向与船头的指向相同.
(2)船随水漂流的运动,它的方向与河岸平行.
2.两类最值问题
(1)渡河时间最短问题:
由于水流速度始终沿河道方向,不能提供指向河对岸的分速度.因此若要渡河时间最短,只要使船头垂直于河岸航行即可.由图2可知,t短=,此时船渡河的位移x=,位移方向满足tan θ=.
图2
(2)渡河位移最短问题:
情况一: v水<v船
最短的位移为河宽d,此时渡河所用时间t=,船头与上游河岸夹角θ满足
v船cos θ=v水,如图3所示.
图3
情况二: v水>v船
如图4所示,以v水矢量的末端为圆心,以v船的大小为半径作圆,当合速度的方向与圆相切时,合速度的方向与河岸的夹角最大(设为α),此时航程最短.由图可知sin α=,最短航程为x==d.此时船头指向应与上游河岸成θ′角,且cos θ′=.
图4
【例2】 小船在200 m宽的河中横渡,水流速度是2 m/s,小船在静水中的航速是4 m/s