题文
有一个很大的湖,岸边(可视湖岸为直线)停放着一艘小船,缆绳突然断开,小船被风刮跑,其方向与湖岸成15°角,速度为2.5km/h。同时岸上一人从停放点起追赶小船,已知他在岸上跑的速度为4.0km/h,在水中游的速度为2.0km/h,问此人能否追及小船?
题型:未知 难度:其他题型
答案
人能追上小船
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解析
费马原理指出:光总是沿着光程为极小值的路径传播。据此就将一个运动问题通过类比法可转化为光的折射问题。
如图3所示,船沿OP方向被刮跑,设人从O点出发先沿湖岸跑,在A点入水游到OP方向的B点,如果符合光的折射定律,则所用时间最短。
图3
根据折射定律:
解得
在这最短时间内,若船还未到达B点,则人能追上小船,若船已经通过了B点,则人不能追上小船,所以船刚好能到达B点所对应的船速就是小船能被追及的最大船速
。
根据正弦定理
又
由以上两式可解得:
此即小船能被人追上的最大速度,而小船实际速度只有2.5km/h,小于
,所以人能追上小船。
考点
据考高分专家说,试题“有一个很大的湖,岸边(可视湖岸为直线)停.....”主要考查你对 [光的折射定律 ]考点的理解。
光的折射定律
光的折射定律:
1、光的折射现象:光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。
2、光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
3、在折射现象中,光路是可逆的。
折射成像作图法:
1.折射成像画法应用折射定律,确定物点发出的任意两条入射光线的折射光线,即可找到折射所成的像。如图所示。

2.四点提示
(1)光线实际是从哪个物体发出的;
(2)是从光密介质射向光疏介质还是从光疏介质射向光密介质;
(3)必要的时候还需要借助光的可逆性原理;
(4)注意作图时一定要规范,光线与法线、光线的反向延长线要用实线和虚线区分。


