小船过河问题和滑轮问题是力学运动学里的经典问题。但是这些题目都是有技巧的,掌握好技巧,做题不成问题。
1.两个直线运动的合运动性质与轨迹的分析
1、熟悉以下几种常见的运动的合成情况:
2、(1)两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动.
3、(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动是匀变速运动,当两个分运动共线时,合运动是直线运动,当两个分运动不共线时,合运动是曲线运动
4、(3)两个匀变速直帧霭绎郎线运动的合运动是匀变速运动.若合初速度与合加速度在一条直线上,合运动是匀变速直线运动;若合初速度与合加速度不在一条直线上,合运动是匀变速曲线运动,即互成角度的两个匀变速直线蠕蒜唏怜运动的合运动,可能是匀变,速直线运动,可能是匀变速曲线运动.
2.小船过河问题
1、小船过河问题一般有两种,即过河位移最短问题、过河时间最短问题。锟侯希哇处理小船过河问题一般有两种方法,一是将小船渡河的运动视为水流的运动与小船在静水中的运动的合运动;二是将水跽啻猢崇流速度、船的静水速度沿垂直河岸和平行河岸的方向正交分解。小船在一定流速的水中过河,实际上参与了两个分运动,小船随水流的运动(水冲船的运动,速度为流水速度)和船对静水的运动(速度为船的静水速度)。船的实际运动是以上两个运动的合运动。
2、(1)要使小船垂直第峥廖炅于河岸过河,即合运动的方向垂直于河岸(这时小船的位移最短),由平行四边形法则可知,小船的静水速方向应偏向上游一个适当的角度θ(θ=arccosv水/v船),如图所示,此时夸臾蓠鬏过河的时间为:t=d/v合=d/v船sinθ。由图可知,船要垂直河岸过河,必须有v船>v水
3、(2)若要求过河时间最短,由,t=d/v合=d/v船sinθ知,θ应为90°,即船的静水速度应垂直河岸,如图所示,过河的最短时间为t=d/v船,但是船的合运动轨迹不垂直河岸,它在对岸下游处靠岸,即此时的位移不是最短。
3.通过定滑轮拉船类问题
1、如图所示,细绳跨过定滑轮系在小船上,手牵细绳的另一端缓缓拉动,小船沿水平方向运动靠岸,小船的运动可分解为沿着绳方向的运动与垂直于绳方向的运动。
2、某时刻小船的速度为v,将速度v沿上述两个方向分解,沿着绳的分速度即手牵引细绳的速度为v1,垂直绳转动的速度为v2,此时细绳与水平方向的夹角为θ。由三角形得:cosθ=v1/v
3、假如人匀速拉动细绳,由上式得,在船靠岸的过程中,θ逐渐变大,cosθ逐渐变小,小船靠岸的速度v逐渐增大,小船加速靠岸.
4、假如小船匀速靠岸,由上式得,在船靠岸的过程中,θ逐渐变大,cosθ逐渐变小,手牵动细绳的速度v1逐渐减小,即要使船匀速靠岸,人须减速牵绳。