C. 渡河最短时间为240 s
D. 船离开河岸400m时的速度大小为 m/s
思路分析:船在渡河过程中,若船渡河的时间最短,必须保持船头始终与河岸垂直,选项A正确;因水流的速度大小发生变化,根据运动的合成与分解可知,船在河水中航行的轨迹是一条曲线,选项B错误;渡河最短时间为tmin==150 s,选项C错误;船离开河岸400m时的水流速度大小与船离开河岸200m时水流速度大小相等,即v水=2 m/s,则船离开河岸400m时的速度大小v= m/s= m/s,选项D正确。
答案:AD
例题3 河宽d=60 m,水流速度v1=6 m/s,小船在静水中的速度v2=3 m/s,问:
(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?
(2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?
思路分析:(1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间。
(2)渡河航程最短有两种情况:
①船速v2大于水流速度v1时,即v2>v1时,合速度v与河岸垂直时,最短航程就是河宽;
②船速v2小于水流速度vl时,即v2 设航程最短时,船头应偏向上游河岸与河岸成θ角,则 , 最短航程, 小船的船头与上游河岸成60°角时,渡河的最短航程为120 m。 答案:(1)小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间; (2)小船的船头与上游河岸成60°角时,渡河的最短航程为120 m。