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这题我想了好久,上课都没心思,希望能帮我快点解决,最好简练,

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/17 07:52:45
这题我想了好久,上课都没心思,希望能帮我快点解决,最好简练,
若取初速度方向为正,在匀速度直线运动中,加速度为正值,我知道是对的,为什么加速度去取负值就错了?在第四象限时匀加速直线运动a就取的负值
原题错了应该是若取初速度方向为正,在匀加速直线运动中,我知道是对的,为什么加速度去取负值就错了?在第四象限时(v t)匀加速直线运动a就取的负值 在第四象限时(v t)匀加速直线运动时,已初速度为正方向时,初速度向北为正还是以南为正
首先要明确问题范围:直线运动.主要涉及到的运动学概念有位移、时间、速度、加速度.
运动的方向性:直线有两个方向,决定了像位移、速度、加速度这样的物理量也具有两个方向.这种量就是“矢量”.
位移:要确定位移的方向,先要确定“原点”的位置,再看运动对象(抽象为一个“质点”)在原点的哪一侧;
速度:速度的方向即质点运动(位移变化)的方向;
加速度:加速度的方向即质点速度变化的方向.
它们都有正反两方向,因此,可以用包含正负数的实数来描述这些矢量.
矢量的正负:要确定矢量的正负,必须确定“正方向”.直线有两个方向,因此正方向有两种取法.正方向的选取不影响对问题的分析,但一次分析中只能设一个正方向.选定了正方向,所有矢量的正负就可以确定,这时,“正负”才有了意义:正,表示矢量方向与正方向相同;负:表示矢量方向与正方向相反.也就是说:对于一个问题,矢量的“方向”是固定的(至少初始方向是),但矢量的“正负”却不固定,这还要看“正方向”如何选取.确定了矢量的正负含义,就可以用v-t图(或s-t图)来描述质点的运动了.
速度与v-t图:v-t图中的纵轴表示“速度”,因此其正负(即速度的正负)具有一定意义;横轴表示“时间”,时间只取正数,因此v-t图只有第一、四象限才有意义.
直线运动的v-t图是一个函数图像,图像中任意一点P(x,y)表示:质点在x时刻的速度为y.y的正负表明了“速度的方向与正方向的关系”:正为同向,负为反向,y的绝对值即质点的速率.
加速度与v-t图:v-t图同时可以反映质点运动的“加速度”.加速度表示速度“改变”的快慢,在v-t图中就表现为图像的“倾斜程度”.图像倾斜度越大,表示单位时间内速度改变越多,也就是加速度(此处是指加速度“大小”)越大;反之,加速度越小.以上说的是加速度的大小,而加速度的“方向”(即“正负”)表示的是“速度变化的方向与正方向的关系”:正向速度增大或负向速度减小,则加速度为正;正向速度减小或负向速度增大,则加速度为负.在v-t图中,加速度的正负就表现为v-t图像的单调性:在某一(时间)区间内,若图像单调递增,表示此时间段内加速度为正;若图像单调递减,表示此时间段内加速度为负.
根据以上描述,可知速度、加速度都是描述变化的物理量:速度是位移的变化,加速度是速度的变化.这两种变化都具有方向性,而这“‘变化’的方向”与“正方向”的关系就确定了它们的正负.所以,它们的正负一定是在设定了“正方向”之后才得以确定.而v-t图则是在确定了它们的正负之后才能画出.因此,讨论这类问题,必须先确定正方向.
“匀加速直线运动”是指加速度不变的直线运动,严格来讲,专指加速度为正且不变的直线运动,若加速度为负且恒定不变,则称为“匀减速直线运动”,统称为“匀变速直线运动”.其实,一个运动定义为“加速”还是“减速”,也取决于正方向的设定.“加速”、“减速”指明了加速度的正负,也就反映了正方向的设定:若定义为加速运动,则说明取加速度方向为正方向;若定义为减速运动,则说明取加速度方向的反方向为正方向.
匀变速直线运动的v-t图像是一条直线(其实是第一、四象限中的一条射线).若取加速度方向为“正方向”,则为“匀加速直线运动”,其图像单调递增;反之,图像单调递减.至于初速度的正负,则要看初始运动方向与“正方向”的关系了:同向则为正;反向则为负;若初速度为零,则v-t图像是一条过原点的直线.总之,说到“匀加速直线运动”(或“匀减速”)时,其“正方向”就已经选定了,且完全由加速度的方向确定,而与初速度方向无关.若只说是“匀变速”,则“正方向”未定,可自己设定.若题目中直接给出了v-t图,则初速度的正负、加速度的正负均一目了然,其“正方向”的选定也能看出来(例如:若 v(0) > 0,说明以初速度方向为正方向;若v(0) < 0,说明以初速度的反方向为正方向.同样,加速度的正负也反映了加速度方向与正方向的关系).
在你的第一个问题中,先说了取初速度方向为正方向,那么是“加速”还是“减速”就要看加速度方向与正方向的关系了.你说的是“匀加速直线运动”,则说明加速度方向与正方向相同,那么加速度取值当然只能为“正”.这个运动的v-t图是一条仅位于第一象限的射线:它的起点在y轴的正半轴上,取值为正表示初速度方向与正方向相同,纵坐标即初速度的大小;这条射线单调递增,表示,加速度方向与正方向相同,它的倾斜度反映了加速度的大小.这与第一还是第四象限无关,只要是加速运动,加速度方向必然与正方向相同,加速度也必然为正,v-t图像必然单调递增.你若取加速的为负,意味着你将“加速度的反方向”设为了“新的正方向”,这就造成了问题中出现了两个不同的正方向,当然要出错了.
上面说的是严格的“匀加速”或“匀减速”.如果你说的“匀加速直线运动”仅指加速度不变,而不限定它与正方向的关系,也就是“匀变速直线运动”,那么你所说的“匀加速直线运动”中加速度的正负是不能确定的,除非你同时给出“正方向”和“加速度的方向”.
第二题,你又是以初速度为正方向,那么在v-t图中,射线的起点还是在y轴的正半轴,因此射线不可能只画在第四象限中.若加速度为正,则射线单调递增(向上倾斜),不会进入第四象限;若加速度为负,则射线单调递减(向下倾斜),必定进入第四象限.
总之,讨论此类问题,必须先确定正方向.若题目给定正方向(可能明示,也可能暗示),则各个矢量的正负就有所依据,可以确定了;若题目没有给出,则自己设定.既可以根据初速度方向设定,也可以根据加速度方向设定,选择了正方向,矢量的正负就确定了.一次分析中,要只采用一种方法设定正方向,否则只能将问题复杂化,而且如果多种方法所设定的正方向不同,那各种矢量的正负无法确定,就无法分析问题了.