作业 01-01-05-01  一质点沿x轴作直线运动,其加速度a与时间的关系为 ,其中w为恒量。设t0时,v=0,x0。求证:该质点的运动方程为

   按题意,质点作直线运动时的加速度为

其初始条件为:t=0时,v=0x=0;并设t时刻的速度和位移分别为vx,则按直线运动的加速度定义,上式成为

分离变量,并积分

由速度定义,对上式积分

  作业01-01-05-04 悬挂在弹簧下端的一个小球,沿铅直轴x的运动方程为 (式中,xcm计,ts计)。(1)在什么时刻,x0?(2)在何时,小球离x0处为最远?这时,小球的速度为多大?(3)加速度的大小在何处最大?何处最小?(4)绘出x-t图、v-t图、a-t图。

  :这里只对第(2)小题进行解答,其他各小题由读者自行求解。

  (2)小球离x0处为最远时,即位移为最大,为此,我们从运动方程

可知其值为相应的时刻t应满足

 得

小球速度为 ,由此可算出上述各时刻的速v=0

  作业01-01-05-07 一架飞机在平直跑道上着陆时,速度为200km·h-1,这时驾驶员逐渐制动,其减速情况如a-t图所示,在设计时,试确定飞机在停止以前滑过的这段跑道为多长?

  解: 已知t=0时,以飞机刚着陆时为计时零点,并作坐标原点,沿跑道取x轴,则t=0x=0。由a-t图,可得

  1.在时间内,设飞机的速度为,位移为x1;由,有

又由,借上式有

t=10s时,由式(1)、(2),可算出

即在t=10s时,飞机经历位移,即仍在运动而未停止。

      2.当时,设飞机的,位移为,则由

已知,故可从上式解得

由式(3),按速度定义式,有

又因 则由上式可得飞机的位置坐标为

      3.在飞机停止时,,则由式(3)可得t=16.11s,代入式(4),得飞机滑过的跑道长度l