前言:
这篇文章主要是用来给大家讲解一些知识点什么的,我主要会根据老师平时布置的题目来讲述一些平时的知识点,希望各位可以从中学习到东西。同时希望大家注意的是,这个文章并不会讲的很详细,就是不会像课本一样告诉你一些详细的底层公式,所以大家还是要好好学习课本里的知识。
第一章:质点运动学
基本公式回顾
首先我们要分清两个东西,一个是平均速度,一个是平均速率,首先怎么定义平均二字,有除时间的不就是平均的吗。那什么是速度,位移 r 除以时间 t 就是速度
有很多人会把平均速度和速度的平均进行混淆,这里一并列出来
速度的平均求的是速度这个物理量的平均值,而平均速度指的是位移和时间比
那什么又是速率呢,就是路程 s 除以时间 t。
在知道了平均这个概念后,我们再来讲讲什么是瞬时,这也很简单,你时间趋近于零时,不就相当于一瞬间的事情吗,这个时候就有了一个新的公式叫做瞬时速度公式。
有发现吗,瞬时速度的公式只不过是让平均速度的时间趋近于零罢了。当 t 趋近于零时,那它就会等于位移公式 r(t) 的导数 ,所以这个时候,我们的瞬时速度也就诞生了。
那怎么应用呢?如果题目给你了一个位移公式 r(t),并让你求某一时刻 t 的瞬时速度的时候,不要犹豫,直接求导带入t,那就是它的瞬时速度。如果题目给了你两个时间 t1 和 t2 ,t1<t2, 让你求平均速度,不要犹豫,先把 t2 带入,再把 t1 带入,除以 t2 – t1。
有的人很懵逼就是没看出区别,瞬时速度就是要你对 r(t) 求导,然后直接代入,不用除以时间;平均速度不用求导,代入两个时间,再除以时间的差值就行。
这个区别和上面的一眼给,就不多说了
接下来介绍平均加速度公式
有了上面的经验,相信不用再向大家介绍平均和瞬时的区别。那什么是加速度,说人话就是速度在一定时间内的变化情况
这个瞬时加速度就是平均加速度在时间 t 趋近于零时的公式,同时,这就会等于瞬时速度公式 v(t) 的导数,等于位移公式 r(t) 公式的二次导。
其实呢,理解起来没那么麻烦,如果题目给了你一个位移公式 r(t) 对不对,这个时候如果让你求瞬时加速度,你要怎么办,直接连续求导两次啊,求导一次得到瞬时速度 v(t) 公式,再求导一次得到瞬时加速度 a(t) 公式。ok,已经讲得很明白了。
直角坐标系的运用
这个坐标系其实就是为了描述物体在不同方向上的运动罢了
r=xi+yj+zk 矢量式
当你一个物体单项运动的时候,你也就没必要用上什么 i ,j,k,直接计算就行了,如果一个物体它既有水平方向位移,又有竖直方向位移的时候,我们就要用到矢量式。其中 x 表示沿着 x 轴的位移,y 表示沿着 y 轴的位移,z 表示沿着 z 轴的位移
例题讲解
已知质点在直角坐标系 Oxy 中作平面运动,其运动方程为
求:(1)质点从 t1 = 1 s 到 t2 = 2 s 时间内的位移;(2)质点在 t = 2 s 时的速度和加速度;
(1)好的拿到一道题目,先看看问题问了什么,这道题要我们求位移,ok,题目给了位移公式,那我们就来研究一下这个公式。
首先这个公式使用了矢量式,这说明啥,这说明这玩意在 x 轴和 y 轴上都有运动,ok,如果我们拆开来看就是两个·公式罢了
问两个时间内的位移,那就是分别把 t1 和 t2 代入然后相减
r2 = 8 i + 9 j
r1 = 2 i + 4 j
r2 – r1 = 6 i + 5 j 这个就是位移,直接写就行了,不用迟疑
如果问你位移的大小呢
那也很简单,x=6,y=5;直接勾股定理,得到 r =7.81
(2)好的来到第二题,这道题几乎贯穿了我们今天讲到的所有知识点
首先看题目,题目要我们求t = 2 s 时的速度和加速度,有什么,有一个时刻对吧,那一个时刻的速度和加速度,就是要我们求瞬时速度和瞬时加速度。
好的分析的很透彻了,我们直接做题目,瞬时速度等于什么,等于位移公式的导数,我们直接求导
v(t) = 4t i+5 j
那瞬时加速度相信你也一定会了。没错,再导一次
a(t) = 4 i
很好,这时候,你直接把 t=2 s代入即可得到答案
说了那么多,过来实战两把看看实力
答案:B;
再来一道填空题,快乐加倍
答案:
不会吧不会吧,不会有没算过看了答案就觉得自己会了的人吧
事不过三,保证这是最后一题了嘿嘿
答案: