Ⅰ 大学物理,求质点的运动方程
因为合外力是在i方向上,故速度的变化也只产生在i方向上
所以加速度a=F/m=6ti;i方向的ri=0.5*at^2=3*t^3i
再加上j方向上的rj=vt=5tj
所以总的r=ri+rj=r=3*t^3i+5tj
Ⅱ 不懂一道题,大学物理质点运动学,求运动方程
将速度进行X和Y方向分解,分别给出运行微分方程:
X方向:x''(t)=-mrx'(t)
Y方向,多了重力:y''(t)=-mg-mry'(t)
代入初始条件:x(0)=0,y(0)=0,x'(0)=vx,y'(0)=vy(将V0也分解为vx和vy)
可解得:
x(t)=vx(1-e^(-mrt))/(mr)
y(t)=(g-mgrt+r*vy-(g+r*vy)*e^(-mrt))/(mr²)
这就是轨迹的参数方程。给出时间T也就求得坐标,当然,T一定在0到落地之间。
如令:m=1,g=9.8,r=0.03,vx=500,vy=400
可画出附图,此可称作弹道图。
实际情况中,阻力系数与速度的关系要复杂一些,求解则要困难得多。
Ⅲ 求运动方程
人坐标:Xh=ρcosθ,Yh=ρsinθ
物坐标:Xo=Rcosωt,Yo=Rsinωt
速度方向:(Xo-Xh,Yo-Yh)
速度方向和人的位矢的夹角为α,令ωt-θ=β
,这样运动方程为:
dρ/dt=vcosα;
ρdβ/dt=ρω-vsinα.
Rsin(α-β)=ρsinα.
这个方程的解析解一时我还没找到,不过数值解很容易。
下面给出R=1,v=1,ω=0.8,1,2,5的轨迹,其中细线是人的轨迹,粗线是物的轨迹。
v=Rω是个分界点,v>Rω,人可以追上物,v<=Rω人追不上物。
易发现,v<=Rω,最终和物一起以角速度ω做匀速圆周运动,落后的角度为acrcosv/(Rω)。
Ⅳ 物理知道运动方程求轨迹方程的求法
求动点的轨迹方程要根据题设条件灵活地选择方法.常用的方法有两大类,一类是直接求法,包括利用圆锥曲线的定义等;另一类是间接求法,主要包括相关点法和参数法.
一、 直接法
一般情况下,动点在运动时,总是满足一定的条件的(即动中有静,变中有不变),可设动点的坐标为(x,y),然后选择适当的公式(如两点间的距离公式,点到直线的距离公式,两点连线的斜率公式,两直线(向量)的夹角公式,定比分点坐标公式,三角形面积公式等),或一些包含等量关系的定理、定义等,将题设条件转化成x,y之间的关系式(等式),从而得到动点的轨迹方程.这种求轨迹方程的方法称为直接法.
例1 已知定点a(-1,0),b(2,0),动点m满足2∠mab=∠mba,求点m的轨迹方程.
解析 直接设点m为(x,y),先将2∠mab=∠mba转化成直线ma,mb的斜率的关系式,便可得点m的轨迹方程.
设∠mab=α,则∠mba=2α,显然0≤α<90°.
(1) 当2α≠90°时,
若m点在x轴上方,
则有tanα=kma=yx+1,tan(π-2α)=kmb=yx-2.
若点m在x轴下方,则有tan(π-α)=kma=yx+1,tan2α=kmb=yx-2.
于是总有-yx-2=2y1+x1-y2(1+x)2,注意到|ma|>|mb|,可得x2-y23=1(x≥1).
若点m在x轴上,则点m为线段ab上的点,所以有y=0(-1<x<2).
(2) 当2α=90°时,△mab为等腰直角三角形,点m为(2,±3).
综上,点m的轨迹方程为x2-y23=1(x≥1)或y=0(-1<x<2=.
二、 定义法
若动点在运动时满足的条件符合某种已知曲线的定义,则可以设出其轨迹的标准方程,然后利用待定系数法求出其轨迹方程.这种求轨迹方程的方法称为定义法,利用定义法求轨迹方程要熟知常见曲线的定义、特征.
例2 设动点p到点a(-1,0)和b(1,0)的距离分别为d1,d2(d1d2≠0),∠apb=2θ.若存在常数λ(0<λ<1),使得d1d2sin2θ=λ恒成立.
证明:动点p的轨迹c为双曲线,并求出c的方程.
解析 ,在△pab中,|ab|=2.
由余弦定理,可得22=d21+d22-2d1d2cos2θ,即4=(d1-d2)2+4d1d2sin2θ,
又d1d2sin2θ=λ(常数),0<λ<1,
则有|d1-d2|
=4-4d1d2sin2θ=21-λ(常数)<2=|ab|,
所以点p的轨迹c是以a,b为焦点,实轴长2a=21-λ的双曲线,
从而a=1-λ,c=1,故b2=c2-a2=λ,
则c的方程为x21-λ-y2λ=1.
三、 代入法
若所求轨迹上的动点p(x,y)与另一个已知轨迹(曲线)c:f(x,y)=0上的动点q(x1,y1)存在着某种联系,则可以把点q的坐标用点p的坐标表示出来,然后代入曲线c的方程f(x,y)=0中并化简,即得动点p轨迹方程.这种求轨迹方程的方法叫做代入法(又称相关点法).
例3 已知定点a(4,0)和曲线c:x2+y2=4上的动点b,点p分ab之比为2∶1,求动点p的轨迹方程.
解析 要求动点p(x,y)的轨迹方程,即要建立关于p的坐标x,y的等量关系,而直接建立x,y的等量关系十分困难,但可以先寻找动点b(x0,y0)的坐标x0,y0之间的关系,再利用已知的p与b之间的关系(即x,y与x0,y0之间关系)得到关于x,y的方程.
设动点p为(x,y),b为(x0,y0).
因为ap=2pb,所以x=4+2x01+2,y=2y01+2,所以x0=3x-42,y0=3y2.
又因为点b在曲线c上,所以3x-422+94y2=4,即x-432+y2=169.
所以点p的轨迹方程为x-432+y2=169.
点评 代入法的主要步骤:
(1) 设所求轨迹上的任意一点为p(x,y),相对应的已知曲线上的点为q(x1,y1);
(2) 建立关系式x1=g(x,y),y1=h(x,y);
(3) 将这两上式子代入已知曲线方程中并化简,即得所求轨迹的方程.
四、 参数法
根据题设条件,用一个参数分别表示出动点(x,y)的坐标x和y,或列出两个含同一个参数的动点(x,y)的坐标x和y之间的关系式,这样就间接地把x和y联系起来了,然后联立这两个等式并消去参数,即可得到动点的轨迹方程.这种求轨迹的方法称为参数法.
例4 已知动点m 在曲线c:13x2+13y2-15x-36y=0上,点n在射线om上,且|om|·|on|=12,求动点n的轨迹方程.
解析 点n在射线om上,而在同一条以坐标原点为端点的射线上的任意两点(x1,y1),(x2,y2)的坐标的关系为x1x2=y1y2=k,k为常数且k>0,故可采用参数法求点n的轨迹方程.
设n为(x,y),则m为(kx,ky),k>0.
因为|om|·|on|=12,所以k2(x2+y2)·x2+y2=12,
所以k(x2+y2)=12.
又点m在曲线c上,所以13k2x2+13k2y2-15kx-36ky=0.
由以上两式消去k,得5x+12y-52=0,
所以点n的轨迹方程为5x+12y-52=0.
点评 用参数法求轨迹方程的步骤为:先引进参数,用此参数分别表示动点的横、纵坐标x,y;再消去参数,得到关于x,y的方程,即为所求的轨迹方程.注意参数的取值范围对动点的坐标x和y的取值范围的影响.
另外,求动点的轨迹方程时,还应注意下面几点:
(1) 坐标系要建立得适当.这样可以使运算过程简单,所得到的方程也比较简单.
(2) 根据动点所要满足的条件列出方程是最重要的一环.要做好这一步,应先认真分析题设条件,综合利用平面几何知识,列出几何关系(等式),再利用解析几何中的一些基本概念、公式、定理等将几何关系(等式)坐标化.
(3) 化简所求得的轨迹方程时,如果所做的变形不是该方程的同解变形,那么必须注意在该变形过程中是增加了方程的解,还是减少了方程的解,并在所得的方程中删去或补上相应的点,这时一般不要求写出证明过程.
Ⅳ 物理运动题,那个运动方程是怎么得到的,看不懂啊
实际上,答案是又建立了一个坐标系,只是向下平移了c个单位,使得两条青蓝色的线长度相等,2是圆的一部分,因此平移后的坐标原点是圆心,圆的方程是(v+c)²+t²=R²,又因为R=b+c,得到如上的式子。谢谢,请指教。
Ⅵ 大学物理中知道加速度如何求运动方程
d²x/dt²=-kx
d²x/dt²+kx=0
令k=ω²,
d²x/dt²+kx=0
d²x/dt²+ω²x=0
求解得运动方程:x=Acos(ωt+φo),
根据初始条件可以确定积分常数A和φo
简谐运动是最基本也最简单的机械振动。当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动(如单摆运动和弹簧振子运动)。实际上简谐振动就是正弦振动。
Ⅶ 求物体的运动方程
以A点为参照系,VB=V,速度方向向左,做圆周运动。因为A点相对于地面,VA=V,方向向右,由此可知道,B点是圆周运动和匀速直线运动的复合,经过t时间以后横坐标x=-Lsin(vt/L)+vt,纵坐标y=Lcos(vt/L)(参数方程),轨迹方程为(x-vt)^2+y^2=L^2(建议用参数方程)
Ⅷ 大学物理:知道运动方程怎么求路程有题!
若为曲线运动,用积分求曲线长度为路程
若为直线运动且方向不变,则路程就是位移的大小;
若直线运动且有反向时刻,则反向时刻对应的速度必为零,从运动方程求出速度(位移对时间的一阶导数)并令其为零,求出对应的运动时间代入位移公式,求出正向位移x1;
继续用位移方程求出此后一段时间的反向位移大小|x2|;则所求总路程为两段位移大小之和。
Ⅸ 大学物理 知道圆的半径和角加速度 如何求运动方程
根据 角加速度 β和半径 求出 切向加速度
a1=βr
则运动方程:s=v0t+a1t²/2
Ⅹ 物理问题,求运动学方程
一个弹簧栓接物块,相对于车厢参照系(非惯性系)物块受其他力为恒力(惯性力ma,水平向左),物块应做简谐运动,回复力的系数就是劲度系数k.初始位置为振幅位置,
平衡位置ma=kA,
所以以右为正方向,x(0)=A:x(t)=ma/k*cos((k/m)^0.5*t)