2010届高三物理复习解析:第4章《曲线运动、万有引力与航天》
2010届高三物理复习解析:第4章《曲线运动、万有引力与航天》第4页

时v船=v水tanθ=m/s.

* 拓展

  在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人,假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为v1,摩托艇在静水中的航速为v2,战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d,如战士想在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离O点的距离为( )

A. B.0

C. D.

【解析】摩托艇要想在最短时间内到达对岸,其划行方向要垂直于江岸,摩托艇实际的运动是相对于水的划行运动和随水流的运动的合运动,垂直于江岸方向的运动速度为v2,到达江岸所用时间t=;沿江岸方向的运动速度是水速v1在相同的时间内,被水冲下的距离,即为登陆点距离0点距离

s=v1t= .

【答案】C

三、如何分解用绳(或杆)连接物体的速度?

1.一个速度矢量按矢量运算法则分解为两个速度,但若与实际情况不符,则所得分速度毫无物理意义,所以速度分解的一个基本原则就是按实际效果进行分解.通常先虚拟合运动(即实际运动)的一个位移,看看这个位移产生了什么效果,从中找到两个分速度的方向;最后利用平行四边形画出合速度和分速度的关系图,由几何关系得出他们的关系.

2.由于高中研究的绳都是不可伸长的,杆都是不可伸长和压缩的,即绳或杆的长度不会改变,所以解题原则是:把物体的实际速度分解为垂直于绳(或杆)和平行于绳(或杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相同求解.

* 易错门诊

【例3】如图4-1-10所示,卡车通过定滑轮牵引河中的小船,小船一直沿水面运动.在某一时刻卡车的速度为υ,绳AO段与水平面夹角为,不计摩擦和轮的质量,则此时小船的水平速度多大?

图4-1-10

【错解】将绳的速度按图4-1-11所示的方法分解,则υ1即为船的水平速度υ1=υ·cosθ.

【错因】上述错误的原因是没有弄清船的运动情况.船的实际运动是水平向右的匀速运动,每一时刻船上各点都有相同的水平速度而AO绳上各点运动比较复杂.以连接船上的A点来说,它有沿绳的速度υ,也有与υ垂直的法向速度υn,即转动分速度,A点的合速度υA即为两个分速度的矢量和υA=.

【正解】小船的运动为平动,而绳AO上各点的运动是平动+转动.以连接船上的A点为研究对象,如图4-1-12,A的平动速度为υ,转动速度为υn,合速度υA即与船的平动速度相同.则由图可以看出

.

【点悟】本题中也许学生不易理解绳上各点的运动,关键是要弄清合运动就是船的实际运动,只有实际位移 、实际加速度、实际速度才可分解,即实际位移 、实际加速度、实际速度在平行四边形的对角线上.

课堂自主训练

1.小船在静水中速度为v1,今小船要渡过一条河流,过河的小船始终垂直对岸划行,若小船划行到河中间时,河水流速忽然由v2增大到2,则过河时间与预定时间相比,将( )