设汽车抵达乙站前最后与甲站开出的第n辆摩托车相遇,相遇时汽车行驶的时间为t。
由题意知,每隔2分即Δt=120秒有一辆摩托车由甲站开出,则相遇时,第n辆摩托车行驶的时间 为t-Δt(n-1),第n辆摩托车从到乙站后和汽车相遇所经历的时间为t-Δt(n-1)-t1 依据题意,摩托车在t-Δt(n-l)-t1这段时间内行驶的距离与汽车在时间t内行驶的距离之和正好等于甲、乙两地之间的距离。即vt+v2[t-Δt(n-1)-t1]=s 化简得(v+v2)t=s+v2t1+v2Δt(n-1)
(15米/秒+10米/秒)t=3750米+10米/秒×187.5秒+10米/秒×120秒(n-1) 整理得:25米/秒×t=4425米+1200米×n
汽车从甲地到乙地所需时间t0=s/v=3750米÷15米/秒=250秒 故t<t0=250秒 n为正整数
当n=1时 可得t=225秒 当n=2时 可得t=273秒>t0=250秒
则根据上述分析,当n≥2时,都不合题意,只能取n=1,此时t=225秒 汽车行驶距离为s1=vt 此时汽车离乙站距离 s2=s-s1=s-vt =3750米-15米/秒×225秒=375米
即汽车抵达乙站前最后将与从甲站开出的第1辆摩托车相遇,相遇处距乙站375米。
15、23L / 3 2L
解释:飞机的速度是声速的两倍,因此在图中C点飞机发出的声音以声速向四周传播,当声波传到图中圆周上时,声波传播距离为R,则飞机飞行的距离为2R,达到了图中F点,过F点作圆C的切线,得到切点E,可知ΔCEF为直角三角形,因为CF=2R=2CE,所以∠F=30度。在CF间任一点O作EF的垂线OH,则OF=2OH,这说明飞机在O点时发出的声波传到H点时,飞机也到达了F点。所以飞机在沿CF飞行中,飞机在其中任一
点发出的声波传到EF的连线时,飞机均在F点,即当飞机到达F点时,飞机在飞行过程中的各点发出的声波均刚传到EF的连线上。所以人在A点最先听到的声音,是飞机在过A点的EF的垂线与CF的交点B发出的,在ΔADB中∠A=30度,DA=L,所以AB=L/cos30,AF=2L.得解。 16、右 快 17、3:4 3:4
17、解此题时,往往是题中“已知船渡河的最短路径”,理解为“时间最短”,认为船垂直于河岸运动,这是错误的。为了使行船路径最短,船头肯定朝向上游某一角度前进。如下图中,设AG为行船路径最短的方向,AF为行船的朝,它们之间的夹角为θ,河的宽度为d。如图作FH垂直于AG。
则在△AFG中,利用三角形面积公式有1/2FG×d=1/2AG×FH(第1条式子)。 已知FH=AF/sinθ,所以FG是水流将船冲下来的距离,即FG=v水×t,AF=v船×t,代入第1条式子,化简得到: AG=v水×d÷(v船×sinθ),要使AG最小,则sinθ取最大为1,即θ取90度。此时AG=v水×d/v船(第2条式子)。
船在宽度为d1的河中水流速度为v1,在宽度为d2的河中水流速度为v2,则根据行船路径与河岸的角度关系,分别代入第2条式子,可得: 5/4 ×d1=v1d1/v船 5/3 ×d2=v2d2/v船 两式相除就得到v1/v2=3/4。
【由于在渡两河时所用时间相同,则在水流方向上有:[3/4d1]/3=[4/3d2]/4 所得d1/d2=3/4。】
需要说明的是:特殊三解函数值sin37°=3/5,sin53°=4/5。我们对上述题解进行总结,发
现,当要求船在流水中横渡对岸时间最短时,船垂直于河岸行驶即可;当要求船在流水中横渡对岸路径最短时,船头行驶的方向与船实际的路径正好垂直,并指向上游。
船头指向应该与位移轨迹垂直
V船=V1sinα=V1×0.8=0.8V1 V船=V2sinβ=V2×0.6=0.6V2 0.8V1=0.6V2 V1:V2=3:4
d1:d2=S1sinα:S2sinβ=0.8S1:0.6S2=4S1:3S2=4V合1t:3V合2t=4V合1:3V合2
=4V1cosα:3V2cosβ=2.4V1:2.4V2=V1:V2=3:4
18.(1)600 (2)5.56×10-4s (3)360m/s 19、 5V3
20、当乙同学晚出发时间为6min时,小于10min,必定在甲同学行走速度为1m/s时追上。 1(6×60+t)=3t 即t=180s=3min追上。当晚出发时间为12min时,大于10min,必定在甲同学行走速度为2m/s。1×15×60+2(t-3×60)=3t 即t=540s=9min追上 21、(1)(6分)第一个声音信号从A船→B船,要经过Δt1的时间,由勾股定理有
L??L1?v?t1?212v?2u2?v2 ?(u?t1) ?t1?L1u2?v2250?(10?2?3402?102)L1?t1??0.2124(s) t??5(s)03402?102v船B上的水手听到第一声汽笛声的时刻为5.2124(s) (2)(8分)由第一小题可知:
v?2u2?v2第二个声音信号从A船→B船,要经过的时间为 ?t2?L2
u2?v2所以听到的声音信号的时间间隔ΔT为
L2L1L2?L1v?2u2?v2?T?(?t2?)?(?t1?)??(L2?L1) vvvu2?v2L2?L1u2?v2u2?v2503402?102?3402?102?T?????5.212(s) 2222vu?v10340?10由ΔT的计算式可知,ΔT的大小仅与ΔL=L2-L1有关,故时间间隔不变。 (其他解法结论正确同样得分)