题目
14.一轮船以船头指向始终垂直于河岸方向以一定的速度向对岸行驶,水匀速流动,则关于轮船通过的路程、渡河经历的时间与水流速度的关系,下述说法正确的是( )A. 水流速度越大,路程越长,时间越长B. 水流速度越大,路程越短,时间越短C. 路程和时间都与水速无关D. 渡河时间与水流速度无关
14.一轮船以船头指向始终垂直于河岸方向以一定的速度向对岸行驶,水匀速流动,则关于轮船通过的路程、渡河经历的时间与水流速度的关系,下述说法正确的是( )
A. 水流速度越大,路程越长,时间越长
B. 水流速度越大,路程越短,时间越短
C. 路程和时间都与水速无关
D. 渡河时间与水流速度无关
题目解答
答案
D. 渡河时间与水流速度无关
解析
本题考查运动的合成与分解相关知识。解题的关键思路是将轮船的实际运动分解为垂直河岸方向的分运动和沿河岸方向的分运动,然后分别分析这两个分运动与路程、渡河时间以及水流速度的关系。
1. 分析轮船的运动分解
设轮船垂直河岸的速度为$v_{船}$,水流速度为$v_{水}$。轮船的实际运动是垂直河岸方向的匀速直线运动和沿河岸方向的匀速直线运动的合运动。
2. 计算渡河时间
渡河时间$t$只由垂直河岸方向的分运动决定。因为垂直河岸方向的位移$d$(即河宽)是固定的,且垂直河岸方向的速度为$v_{船}$,根据公式$t = \frac{d}{v_{船}}$,可知渡河时间$t$只与河宽$d$和轮船垂直河岸的速度$v_{船}$有关,与水流速度$v_{水}$无关。
3. 计算轮船通过的路程
轮船沿河岸方向的位移$x = v_{水}t$,由于$t = \frac{d}{v_{船}}$,所以$x = v_{水}\frac{d}{v_{船}}$。
轮船通过的路程$s$是合位移的大小,根据勾股定理$s = \sqrt{d^{2}+x^{2}}=\sqrt{d^{2}+(v_{水}\frac{d}{v_{船}})^{2}}$。
由此可见,当水流速度$v_{水}$增大时,$x$增大,路程$s$也会增大。
综上,渡河时间与水流速度无关,路程与水流速度有关,水流速度越大,路程越长。