题目
一小球的速度方程可表示为:vec(v) = sin 0.5 t^2 overrightarrow(i) + sin 0.5 t^2 overrightarrow(j) (SI),则它的运动是 ( )A. 变速率圆周运动B. 匀速率曲线运动C. 变速直线运动D. 匀速直线运动
一小球的速度方程可表示为:$\vec{v} = \sin 0.5 t^2 \overrightarrow{i} + \sin 0.5 t^2 \overrightarrow{j}$ (SI),则它的运动是 ( )
A. 变速率圆周运动
B. 匀速率曲线运动
C. 变速直线运动
D. 匀速直线运动
题目解答
答案
C. 变速直线运动
解析
本题考查根据速度方程判断物体的运动类型,解题思路是先根据速度方程判断运动轨迹,再分析速度大小是否变化。
- 判断运动轨迹:
已知小球的速度方程为$\vec{v} = \sin 0.5 t^2 \overrightarrow{i} + \sin 0.5 t^2 \overrightarrow{j}$,速度在$x$轴和$y$轴上的分量分别为$v_x = \sin 0.5 t^2$,$v_y = \sin 0.5 t^2$。
因为$v_x = v_y$,所以速度方向始终与$x$轴正方向成$45^{\circ}$角,即小球的运动方向始终不变,那么小球做直线运动。 - 分析速度大小是否变化:
速度的大小$v$可根据公式$v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2}$计算,将$v_x = \sin 0.5 t^2$,$v_y = \sin 0.5 t^2$代入可得:
$v = \sqrt{(\sin 0.5 t^2)^2 + (\sin 0.5 t^2)^2}=\sqrt{2(\sin 0.5 t^2)^2}=\sqrt{2}|\sin 0.5 t^2|$
由于$\sin 0.5 t^2$是关于时间$t$的函数,其值随时间$t$的变化而变化,所以速度大小$v$也随时间$t$变化,即小球做变速运动。
综上,小球做变速直线运动。