已知质点的加速度a(x) = -kx (k>0),且在x=0处速度为v0,求质点停下来的位置。

解题思路:

  1. 利用加速度与速度的关系,求出速度v(x)的表达式。
  2. 利用速度与位移的关系,求出位移x(t)的表达式。
  3. 当速度v(x)=0时,求出对应的位移x,即为质点停下来的位置。

解题步骤:

  1. 由a(x) = -kx,得:

    dv/dt = -kx

    dv/dx * dx/dt = -kx

    v * dv = -kx * dx

    积分得:

    v^2/2 = -kx^2/2 + C

    当x=0时,v=v0,代入上式得:

    C = v0^2/2

    所以速度表达式为:

    v^2 = v0^2 - kx^2

  2. 由速度表达式,得:

    dx/dt = √(v0^2 - kx^2)

    积分得:

    x = (v0/√k) * sin(√k * t) + D

    当t=0时,x=0,代入上式得:

    D = 0

    所以位移表达式为:

    x = (v0/√k) * sin(√k * t)

  3. 当速度v(x)=0时,由速度表达式得:

    v0^2 - kx^2 = 0

    x = ±v0/√k

    由于质点从x=0处开始运动,所以停下来的位置为:

    x = v0/√k

答案:

B.

质点加速度a(x) = -kx,求停下来的位置

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