题目
质点的运动方程为=6+3t-5(t)^3(S1),则该质点作[ ]A. 匀加速直线运动,加速度沿X轴正方向. B. 匀加速直线运动,加速度沿X轴负方向. C. 变加速直线运动,加速度沿X轴正方向. D. 变加速直线运动,加速度沿X轴负方向.
质点的运动方程为
,则该质点作[ ]
B. 匀加速直线运动,加速度沿X轴负方向.
C. 变加速直线运动,加速度沿X轴正方向.
D. 变加速直线运动,加速度沿X轴负方向.
题目解答
答案
D. 变加速直线运动,加速度沿X轴负方向.
解析
考查要点:本题主要考查质点运动学中由位移方程推导速度和加速度的能力,以及根据加速度的性质判断运动类型的能力。
解题核心思路:
- 求导法:通过位移对时间求一阶导数得到速度,二阶导数得到加速度。
- 加速度性质判断:若加速度为常数,则为匀加速运动;若加速度随时间变化,则为变加速运动。
- 方向判断:根据加速度表达式符号确定方向。
破题关键点:
- 正确求导:注意三次项的导数规则。
- 加速度是否恒定:观察加速度表达式是否含时间变量。
- 方向分析:结合时间变量符号确定加速度方向。
-
求速度
位移方程为 $X = 6 + 3t - 5t^3$,对时间 $t$ 求一阶导数得速度:
$v = \frac{\mathrm{d}X}{\mathrm{d}t} = 3 - 15t^2$
速度随时间变化的规律为二次函数,说明速度非线性变化。 -
求加速度
对速度 $v$ 再次求导得加速度:
$a = \frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t} = -30t$
加速度表达式为一次函数,说明加速度随时间线性变化。 -
判断运动类型
- 匀加速 vs 变加速:加速度 $a = -30t$ 含时间变量 $t$,故加速度大小和方向均随时间改变,属于变加速运动。
- 加速度方向:当 $t > 0$ 时,$a = -30t < 0$,因此加速度始终沿 $X$ 轴负方向。
结论:质点作变加速直线运动,加速度沿 $X$ 轴负方向。