题目
一物体做变速直线运动,速度为 v(t) = 2t - 1,且 t = 3 s时, s = 3 ,则该物体的运动方程为 S(t) = t^2 - t + 3 。A. 对B. 错
一物体做变速直线运动,速度为 $v(t) = 2t - 1$,且 $t = 3$ s时, $s = 3$ ,则该物体的运动方程为 $S(t) = t^2 - t + 3$ 。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
本题考查的知识点是通过速度函数求运动方程,解题思路是先对速度函数进行积分得到位移函数的通解,再利用给定的初始条件确定通解中的常数,从而得到具体的运动方程。
- 首先明确位移函数$S(t)$与速度函数$v(t)$的关系:
- 因为速度是位移对时间的导数,即$v(t)=S^\prime(t)$,所以位移函数$S(t)$是速度函数$v(t)$的一个原函数。
- 已知$v(t) = 2t - 1$,对$v(t)$进行积分求$S(t)$,根据积分公式$\int x^n dx=\frac{1}{n + 1}x^{n+1}+C$($n\neq - 1$),可得:
- $S(t)=\int v(t)dt=\int(2t - 1)dt$。
- 根据积分的加法法则$\int(f(x)+g(x))dx=\int f(x)dx+\int g(x)dx$,则$\int(2t - 1)dt=\int 2t dt-\int 1dt$。
- 对于$\int 2t dt$,因为$\int 2t dt=2\int t dt$,由$\int t dt=\frac{1}{2}t^{2}+C_1$,所以$2\int t dt = 2\times\frac{1}{2}t^{2}=t^{2}$;对于$\int 1dt=t + C_2$。
- 所以$S(t)=t^{2}-t + C$($C = C_1 - C_2$为常数)。
- 然后利用给定的初始条件$t = 3$时,$s = 3$来确定常数$C$:
- 将$t = 3$,$S(3)=3$代入$S(t)=t^{2}-t + C$中,得到$3=3^{2}-3 + C$。
- 先计算$3^{2}-3=9 - 3 = 6$,则方程变为$3=6 + C$。
- 移项可得$C=3 - 6=-3$。
- 最后得到物体的运动方程:
- 把$C = - 3$代入$S(t)=t^{2}-t + C$中,得到$S(t)=t^{2}-t - 3$,而不是$S(t)=t^{2}-t + 3$。