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§1-2 位移 速度 加速度
1. 位矢(position vector
  位置矢量(位矢、矢径):用来确定某时刻质点位置(用矢端表示)的矢量。
  下面是一幅矢量图(图一) :
           (图一)
P(t)点位置矢量:
  
   
   
2. 运动函数(function of motion
机械运动是物体(质点)位置随时间的改变。即:位矢是时间t的函数。
  
      —— 运动函数(运动方程 )。
也可以写为:
或者:
   
   
消去时间t,得到轨迹方程:
下面是一个运动函数的例子:
 
3. 位移(displacement
位移:质点在一段时间内位置的改变。
图二中:
  
路程:标量
                (图二)
4. 速度(velocity
质点位矢对时间的变化率叫速度。反映质点运动快慢的物理量。
ⅰ° 平均速度:
  
    ——矢量
ⅱ° 平均速率:
  
    ——标量
ⅲ° 瞬时速度
  
    ——矢量
ⅳ° 瞬时速率
  
    ——标量
平均速度与所取的时间间隔有关,时间间隔越短,平均速度就越接近于瞬时速度。瞬时速度的方向是切线方向。
速率只反映大小,没有方向。
              (图三)
5. 加速度(acceleration
质点速度对时间的变化率叫加速度。
                  (图四)
平均加速度:
  
瞬时加速度:
  
6. 描述质点运动的状态参量的特性
  状态参量包括:
(1)矢量性。注意矢量和标量的区别。
(2)瞬时性。注意瞬时量和过程量的区别
(3)相对性。对不同参照系有不同的描述。
例1:一质点在xy平面运动,其运动函数为,其中R,为常量。
   求质点的运动轨迹及任一时刻的位矢、速度、加速度?
解:质点的运动轨迹如图五所示。
ⅰ° 对x,y两函数平方相加得:
  
ⅱ° 任一时刻的位矢:
  
ⅲ° 速度
  
             (图五)
其分量为:
  
速率
  
ⅳ° 加速度:
  
   
表明加速度方向与位矢相反,指向圆心。 大小为
可以看出,利用求导,很方便将位矢、速度、加速度等量联系起来。
 
例2:求匀加速直线运动的运动方程。已知质点加速度为a。
:在一维情况下,矢量可以简化为标量。
  
则有:
  
设初始速度为V0,则,V = V0+at
再由定义:
  
由初始条件C=X0,定为原点,则:
  
 
例3:如图六,拉船速度V0一定,高度为H。求小船向岸边移动的速度和加速度。
            
                  (图六)
:设小船到o点的距离是L,则:
  
对时间求导:
  
其中 就是小船速度,而
所以有:
  
加速度:
  
  
                   
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