大学物理习题及解答
习题一
drdrdvdv11|r|与r有无不同dt和dt有无不同dt和dt有无不同其不同在哪里试
举例说明.
r是位移的模,r是位矢的模的增量,即rr2r1,rr2r1;drdrdsvdtdtdt(2)是速度的模,即
解:(1)
drdt只是速度在径向上的分量
drdrdrrr(式中r叫做单位矢)dt∵有rrr,则dtdtdr式中dt就是速度径向上的分量,
drdr与dt不同如题11图所示∴dt
题11图
dvdvdvadt,dt是加速度a在切向上的分量3dt表示加速度的模,即∵有vv表轨道节线方向单位矢),所以dvdvdvdtdtdtdv式中dt就是加速度的切向分量ddr与dt的运算较复杂,超出教材规定,故不予讨论dt12设质点的运动方程为xxt,yyt,在计算质点的速度和加速度时,有人先求
d2rdr2xy出r=,然后根据vdt,及a=dt而求得结果;又有人先计算速度和加速度
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的分量,再合成求得结果,即
dxdyvdtdt及a
2
2
d2xd2ydt22dt
2
2
rxiyj,解:后一种方法正确因为速度与加速度都是矢量,在平面直角坐标系中,有
你认为两种方法哪一种正确?为什么?两者差别何在?
fdrdxdyvijdtdtdtd2rd2xd2ya22i2jdtdtdt
故它们的模即为
dxdyvvvdtdt
2x2y22x2y
2
2
d2xd2yaaadt2dt2
vdrdtad2rdt2
2
而前一种方法的错误可能有两点,其一是概念上的错误,即误把速度、加速度定义作
drd2rdr与2dt误作速度与加速度的模。在11题中已说明dt不是速度的模,其二,可能是将dtd2r2而只是速度在径向上的分量,同样,dt也不是加速度的模,它只是加速度在径向分量中
2d2rdar径dt2dt。的一部分或者概括性地说,前一种方法只考虑了位矢r在径向(即vr量值)方面随时间的变化率,而没有考虑位矢及速度的方向随间的变化率对速度、加速
度的贡献。13一质点在xOy平面上运动,运动方程为
式中t以s计,xy以m计.1以时间t为变量,写出质点位置矢量的表示式;2求出t1s时刻和t=2s时刻的位置矢量,计算这1秒内质点的位移r