急!!!!一质点的运动方程为X=4t^2,y=2t+3,其中x和 y的单位是m ,t的单位是s,试求:1、运动轨迹
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先问一句,你能看懂
“热心网友”
回答的第一问的答案吗?如果能看懂,其他两问也应该能自己解出来了。
分析:从运动方程来看,该质点肯定是在平面内运动了。消掉参数方程中的
t,就可以得到
x、y
的关系式,也就是轨迹方程了。
① x
=
4t²;
② y
=
2t
+
3;
由
①
得:t
=
±√x
/
2;考虑到时间不可能取负数,所以:
t
=
√x
/
2;
代入
②
得:y
=
√x
+
3;整理后,即是:
x
=
(y
-
3)²;
显然,这是一条“开口朝右,顶点在
Y
轴
y
=
3
处的抛物线”。当然,实际的轨迹只是抛物线的“上半段”,因为从
②
式可知
y
的取值范围:y
≥
3;
至于第二问:第
1
秒“内”的位移,也就是
t
=
1
时的位移,与
t
=
0
时的位移之差。
t
=
0:x(0)
=
0;y(0)
=
3;所以,位移:s(0)
=
(0,
3);
——位移本来就是向量,所以可以用坐标表示;后面的速度、加速度都是如此;
t
=
1:x(1)
=
4;y(1)
=
5;所以,位移:s(1)
=
(4,
5);
那么所求的位移差:Δs
=
s(1)
-
s(0)
=
(4,
2);
如果要看该位移的大小,就是:√(4²
+
2²)
=
2√5;
至于方向呢,就是:tan(A)
=
2/4
=
1/2;其中,A
是该位移与
X
轴的夹角;
第三问:既然提到了“运动方程”,那么我想“速度是位移的导数、加速度是速度的导数”这一点你应该很清楚了吧。所以,速度方程就是:
③ Vx(t)
=
8t;
④ Vy(t)
=
2;
加速度方程就是:
⑤ Ax(t)
=
8;
⑥ Ay(t)
=
0;
所以,将
t
=
0、t
=
1
代入可得:
V(0)
=
(0,
2);大小:2;方向:tan(A)
=
无穷大,即沿
Y
轴正方向;
V(1)
=
(8,
2);大小:2√(17);方向:tan(A)
=
1/4;
A(0)
=
(8,
0);大小:8;方向:tan(A)
=
0,即沿
X
轴正方向;
A(1)
=
(8,
0);大小:8;方向:tan(A)
=
0,即沿
X
轴正方向;
从这个结果可以看出,该质点的运动情况是:
初速度为
2,沿
Y
轴正方向;加速度为
8,沿
X
轴正方向。即:加速度是常量,且与初速度垂直。
这非常类似“平抛运动”,只不过是初速度方向和加速度大小略有变化。
“热心网友”
回答的第一问的答案吗?如果能看懂,其他两问也应该能自己解出来了。
分析:从运动方程来看,该质点肯定是在平面内运动了。消掉参数方程中的
t,就可以得到
x、y
的关系式,也就是轨迹方程了。
① x
=
4t²;
② y
=
2t
+
3;
由
①
得:t
=
±√x
/
2;考虑到时间不可能取负数,所以:
t
=
√x
/
2;
代入
②
得:y
=
√x
+
3;整理后,即是:
x
=
(y
-
3)²;
显然,这是一条“开口朝右,顶点在
Y
轴
y
=
3
处的抛物线”。当然,实际的轨迹只是抛物线的“上半段”,因为从
②
式可知
y
的取值范围:y
≥
3;
至于第二问:第
1
秒“内”的位移,也就是
t
=
1
时的位移,与
t
=
0
时的位移之差。
t
=
0:x(0)
=
0;y(0)
=
3;所以,位移:s(0)
=
(0,
3);
——位移本来就是向量,所以可以用坐标表示;后面的速度、加速度都是如此;
t
=
1:x(1)
=
4;y(1)
=
5;所以,位移:s(1)
=
(4,
5);
那么所求的位移差:Δs
=
s(1)
-
s(0)
=
(4,
2);
如果要看该位移的大小,就是:√(4²
+
2²)
=
2√5;
至于方向呢,就是:tan(A)
=
2/4
=
1/2;其中,A
是该位移与
X
轴的夹角;
第三问:既然提到了“运动方程”,那么我想“速度是位移的导数、加速度是速度的导数”这一点你应该很清楚了吧。所以,速度方程就是:
③ Vx(t)
=
8t;
④ Vy(t)
=
2;
加速度方程就是:
⑤ Ax(t)
=
8;
⑥ Ay(t)
=
0;
所以,将
t
=
0、t
=
1
代入可得:
V(0)
=
(0,
2);大小:2;方向:tan(A)
=
无穷大,即沿
Y
轴正方向;
V(1)
=
(8,
2);大小:2√(17);方向:tan(A)
=
1/4;
A(0)
=
(8,
0);大小:8;方向:tan(A)
=
0,即沿
X
轴正方向;
A(1)
=
(8,
0);大小:8;方向:tan(A)
=
0,即沿
X
轴正方向;
从这个结果可以看出,该质点的运动情况是:
初速度为
2,沿
Y
轴正方向;加速度为
8,沿
X
轴正方向。即:加速度是常量,且与初速度垂直。
这非常类似“平抛运动”,只不过是初速度方向和加速度大小略有变化。
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