Question

船在400米宽的河中横渡，河水流速是2m/s，船在静水中的航速是4m/s，
试求：（1）要使船到达对岸的时间最短，船头应指向何处？最短时间是多少？航程是多少？
（2）要使船航程最短，船头应指向何处？最短航程为多少？渡河时间又是多少？

Answer

将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短．
【解析】
（1）当船头垂直指向对岸时，渡河时间最短．
tmin=．
此时沿河岸方向的位移x=v水t=2×100m=200m．
航程s=
答：要使船到达对岸的时间最短，船头应垂直指向河岸，渡河时间为100s，航程为200m．
（2）当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短．
设船头与上游河岸方向的夹角为θ，则cos，所以θ=60°
渡河的位移x=d=400m．
．
渡河时间t==115.5s
答：船头应与上游河岸成60°角，最短航程为400m，渡河时间t=s=115.5s．