题目
一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为overrightarrow (r)=a(t)^2overrightarrow (i)+b(t)^2overrightarrow (j)(其中a、b为常量),则该质点作()。 A.匀速直线运动 B.变速直线运动 C.抛物线运动 D.一般曲线运动
一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为
(其中a、b为常量),则该质点作()。 A.匀速直线运动 B.变速直线运动 C.抛物线运动 D.一般曲线运动

题目解答
答案
B. 变速直线运动
解析
步骤 1:确定质点的运动方程
质点的位置矢量表达式为$\overrightarrow {r}=a{t}^{2}\overrightarrow {i}+b{t}^{2}\overrightarrow {j}$,其中$a$和$b$为常量,$t$为时间。这表明质点的$x$坐标和$y$坐标都与时间的平方成正比。
步骤 2:分析质点的运动轨迹
由于$x$坐标和$y$坐标都与时间的平方成正比,可以将$x$和$y$表示为$x=at^2$和$y=bt^2$。这意味着$x$和$y$之间存在线性关系,即$y=\frac{b}{a}x$。因此,质点的运动轨迹是一条直线。
步骤 3:分析质点的速度
质点的速度矢量$\overrightarrow {v}$是位置矢量$\overrightarrow {r}$对时间$t$的导数,即$\overrightarrow {v}=\frac{d\overrightarrow {r}}{dt}=2at\overrightarrow {i}+2bt\overrightarrow {j}$。由于速度矢量的大小$|\overrightarrow {v}|=\sqrt{(2at)^2+(2bt)^2}=2t\sqrt{a^2+b^2}$随时间$t$的增加而增加,因此质点的速度不是恒定的,而是随时间变化的。
步骤 4:确定质点的运动类型
由于质点的运动轨迹是一条直线,但速度随时间变化,因此质点作变速直线运动。
质点的位置矢量表达式为$\overrightarrow {r}=a{t}^{2}\overrightarrow {i}+b{t}^{2}\overrightarrow {j}$,其中$a$和$b$为常量,$t$为时间。这表明质点的$x$坐标和$y$坐标都与时间的平方成正比。
步骤 2:分析质点的运动轨迹
由于$x$坐标和$y$坐标都与时间的平方成正比,可以将$x$和$y$表示为$x=at^2$和$y=bt^2$。这意味着$x$和$y$之间存在线性关系,即$y=\frac{b}{a}x$。因此,质点的运动轨迹是一条直线。
步骤 3:分析质点的速度
质点的速度矢量$\overrightarrow {v}$是位置矢量$\overrightarrow {r}$对时间$t$的导数,即$\overrightarrow {v}=\frac{d\overrightarrow {r}}{dt}=2at\overrightarrow {i}+2bt\overrightarrow {j}$。由于速度矢量的大小$|\overrightarrow {v}|=\sqrt{(2at)^2+(2bt)^2}=2t\sqrt{a^2+b^2}$随时间$t$的增加而增加,因此质点的速度不是恒定的,而是随时间变化的。
步骤 4:确定质点的运动类型
由于质点的运动轨迹是一条直线,但速度随时间变化,因此质点作变速直线运动。