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20.河中各点水速大小与各点到河岸的垂直距离的关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,下列说法中正确的是(  )
A.船渡河的最短时间60s
B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C.船航行的轨迹是一条直线
D.船在沿河岸方向相等时间内运动的位移越来越大

分析 合运动与分运动的相互关系:
①独立性:②等时性:③等效性:④相关性
本题船实际参与了两个分运动,沿水流方向的分运动和沿船头指向的分运动,当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,船的实际速度为两个分运动的合速度,根据分速度的变化情况确定合速度的变化情况.

解答 解:A、当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,由甲图可知河宽为300m,有:t=$\frac{d}{{v}_{船}}$=$\frac{300}{3}$s=100s,故A错误.
B、船的合运动时间等于各个分运动的时间,沿船头方向分运动时间为t=$\frac{x}{{v}_{船}}$,当x最小时,t最小,当船头与河岸垂直时,x有最小值,等于河宽d,故要使船以最短时间渡河,船在行驶过程中,船头必须始终与河岸垂直,故B正确;
C、由于随水流方向的分速度不断变化,故合速度的大小和方向也不断变化,船做曲线运动,故C错误;
D、由图甲可知,水流的速度距离河岸越远,水流速度越大,可知船在沿河岸方向相等时间内运动的位移是先增大后减小,故D错误;
故选:B

点评 本题关键找到船参加的两个分运动,然后运用合运动与分运动的等时和等效规律进行研究,同时要注意合运动与分运动互不干扰.

练习册系列答案
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(1)小滑块和长木板间摩擦产生的热量;
(2)判断小滑块是否会脱离圆弧轨道,若不会脱离,试证明,若会脱离,当圆弧轨道半径满足什么条件,小滑块不会脱离圆弧轨道.

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B.在0~t0内,通过导体棒的电流方向为N到M
C.在t0~2t0内,通过电阻R的电流大小为$\frac{S{B}_{0}}{R{t}_{0}}$
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B.女航天员王亚平曾在天宫一号中漂浮着进行太空授课,那时她不受地球的引力作用
C.因为天宫一号的轨道距地面很近,其线速度小于同步卫星的线速度
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