当点运动时,若位置矢大小保持不变,方向可变,则其运动轨迹为:()。
A、直线
B、圆周
C、任意曲线
D、不能确定
【正确答案:B】
若位置矢大小保持不变、方向可变,则点到原点距离为常数,只可能做圆周运动。
(1)首先可以将问题简化,把路灯和人影看做是点源和点光源,光线沿着直线传播。这样,问题转化为:一个点光源以固定速度v沿着直线运动,求光线的顶端点P的速度大小。
设点光源的速度为v,距离P点的距离为r,则P点在t时刻受到的光线是t-r/v时刻发出的。P点的运动速度为v,所以它在t时刻到达的位置是P = v(t - r/v)。可以求出P的速度为u = dP/dt = v。
因此,人影的顶端做匀速直线运动,速度大小为u = v。
(2)当路灯不在人的路径上时,人影的顶端做曲线运动。设路灯到人的路径的距离为d,人影的顶端为点P,则P点的轨迹为以路灯为圆心,d为半径的圆的切线。这是因为当人走到P点时,它所在的光线和路灯到P点的连线垂直,因此P点在路灯到P点的连线上。
设P点到路灯的距离为x,则路灯到P点垂线的长度为sqrt(H^2 + x^2),根据相似三角形,有x / (H - h) = d / H,因此x = d(H - h) / H。
P点到路灯的距离为r = sqrt(x^2 + (H - h)^2),因此P点的速度大小为u = dr/dt。对r求导,得到dr/dt = (d(H - h) / H) * v / sqrt((H - h)^2 + d^2)。因此P点的速度大小为u = (d(H - h) / H) * v / sqrt((H - h)^2 + d^2)。
所以,当路灯不在人的路径上时,人影的顶端做曲线运动,轨迹为以路灯为圆心,d为半径的圆的切线,速度大小为u = (d(H - h) / H) * v / sqrt((H - h)^2 + d^2)。
刚体作平动时,其上各点的轨迹为:可能为直线、平面曲线或空间曲线。
因为刚体做平动时,内部各点具有相似的轨道、相同的速度和加速度,它们的运动情况相同,只需研究其中一点的运动情况,所以当作方向不变的运动时则轨迹为直线,当做方向变动的运动时则轨迹为平面曲线或空间曲线。
扩展资料
刚体的转动:
在刚体内找若干个任意两点连成的线段,这些线段经过一定的变化后,它们将变化到相应的位置。刚体内部任意两点之间的距离,在整个变化或者运动以后,距离保持不变。
所以,原来刚体内部任意两点之间的距离是多少,变化后距离还是多少。这是一个比较重要的概念,这就是刚体本身怎么来描述它是不变形的。就是用刚体内部若干个小的线段,而这个线段由你来定义。刚体从原来状态变到另一状态以后, 它原来的线段都没有变化。
A)错,加速还是减速就看速度与加速度的方向关系,同向加,反向减;
B)正确;
C)错误,平抛切向,法向加速度都在变,但总加速度不变,为g;
D)同c