题目
一质点沿x轴作直线运动,它的运动学方程为x =3+5t+6t2-t3 (SI),则加速度为零时,该质点的速度v =___m/s.
一质点沿x轴作直线运动,它的运动学方程为x =3+5t+6t2-t3 (SI),则加速度为零时,该质点的速度v =___m/s.
题目解答
答案
17
解析
考查要点:本题主要考查运动学中位移、速度、加速度的关系,以及导数的物理意义。
解题思路:
- 速度是位移对时间的一阶导数,加速度是速度对时间的导数(即位移对时间的二阶导数)。
- 先求出加速度表达式,令其等于零,解出对应的时间。
- 将该时间代入速度表达式中,计算速度值。
关键点:正确求导并解方程是核心步骤。
-
求速度表达式
对位移方程 $x(t) = 3 + 5t + 6t^2 - t^3$ 求一阶导数:
$v(t) = \frac{\mathrm{d}x}{\mathrm{d}t} = 5 + 12t - 3t^2$ -
求加速度表达式
对速度表达式求导:
$a(t) = \frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t} = 12 - 6t$ -
求加速度为零的时间
令 $a(t) = 0$,解得:
$12 - 6t = 0 \quad \Rightarrow \quad t = 2 \, \text{s}$ -
代入速度表达式求值
将 $t = 2$ 代入 $v(t)$:
$v(2) = 5 + 12 \cdot 2 - 3 \cdot (2)^2 = 5 + 24 - 12 = 17 \, \text{m/s}$