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【評析】航程最短與時(shí)間最短是兩個(gè)不同概念。航程最短是指合位移最小。時(shí)間最短是指用最大垂直河岸的速度過河的時(shí)間。解決這類問題的依據(jù)就是合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性及兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性。

例6 有一個(gè)物體在h高處，以水平初速度v₀拋出，落地時(shí)的速度為v₁，豎直分速度為v_y，下列公式能用來計(jì)算該物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的是（  ）

③當(dāng)v₂=v₁時(shí)，如圖1－12，θ越小航程越短。（θ≠ 0）

此種情況下航程最短為L。

②當(dāng)v₂＜v₁時(shí)，如圖1－11船頭斜向上游，與岸夾角為θ時(shí)，用三角形法則分析當(dāng)它的方向與圓相切時(shí)，航程最短，設(shè)為S，由幾何關(guān)系可知此時(shí)v₂⊥v（合速度）（θ≠0）

解答的方法一，也許學(xué)生不易理解繩上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。從能量角度來講也可以得到同樣的結(jié)論。

還應(yīng)指出的是要有實(shí)際力、實(shí)際加速度、實(shí)際速度才可分解。

例5  一條寬為L的河流，河水流速為v₁，船在靜水中的  速度為v₂，要使船劃到對岸時(shí)航程最短，船頭應(yīng)指向什么方向？最短航程是多少？

【錯(cuò)解】要使航程最短船頭應(yīng)指向與岸垂直的方向。最短航程為L。

【錯(cuò)解原因】上而錯(cuò)解的原因是對運(yùn)動(dòng)的合成不理解。船在水中航行并不是船頭指向什么方向就向什么方向運(yùn)動(dòng)。它的運(yùn)動(dòng)方向是船在靜水中的速度方向與水流方向共同決定的。要使航程最短應(yīng)是合速度垂直于岸。

【分析解答】題中沒有給出v₁與v₂的大小關(guān)系，所以應(yīng)考慮以下可能情況。

【評析】方法二：我們可以把繩子和滑輪看作理想機(jī)械。人對繩子做的功等于繩子對船做的功。我們所研究的繩子都是輕質(zhì)繩，繩上的張力相等。對于繩上的C點(diǎn)來說即時(shí)功率P_人繩=F?v。對于船上A點(diǎn)來說P_繩船=Fv_A?cos

例4 如圖1－7所示，一人站在岸上，利用繩和定滑輪，拉船靠岸，在某一時(shí)刻繩的速度為v，繩AO段與水平面夾角為θ，不計(jì)摩擦和輪的質(zhì)量，則此時(shí)小船的水平速度多大？

【錯(cuò)解】將繩的速度按圖1－8所示的方法分解，則v₁即為船的水平速度v₁=v?cosθ。

【錯(cuò)解原因】上述錯(cuò)誤的原因是沒有弄清船的運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)際上船是在做平動(dòng)，每一時(shí)刻船上各點(diǎn)都有相同的水平速度。而AO繩上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，既有平動(dòng)又有轉(zhuǎn)動(dòng)。以連接船上的A點(diǎn)來說，它有沿繩的平動(dòng)分速度v，也有與v垂直的法向速度v_n，即轉(zhuǎn)動(dòng)分速度，A點(diǎn)的合速度v_A即為兩個(gè)分速度的合。v_A=v/cosθ

【分析解答】方法一：小船的運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)，而繩AO上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng)。以連接船上的A點(diǎn)為研究對象，如圖1-9，A的平動(dòng)速度為v，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v_n，合速度v_A即與船的平動(dòng)速度相同。則由圖可以看出v_A=v/cosθ。

【評析】分析追擊問題應(yīng)把兩物體的位置關(guān)系圖畫好。如圖1.5，通過此圖理解物理情景。本題也可以借圖像幫助理解圖1-6中。陰影區(qū)是A車比B車多通過的最多距離，這段距離若能大于兩車初始時(shí)刻的距離則兩車必相撞。小于、等于則不相撞。從圖中也可以看出A車速度成為零時(shí)，不是A車比B車多走距離最多的時(shí)刻，因此不能作為臨界條件分析。