《 大 学 物 理 简 明 教 程 》 习 题 解 答 习题一 1-1 |r |与r 有无不同?tddr和tddr有无不同? tddv和tddv有无不同?其不同在哪里?试举例说明. 解:(1)r 是位移的模, r 是位矢的模的增量,即r12rr ,12rrr ; (2)tddr是速度的模,即tddr vtsdd. trdd只是速度在径向上的分量. 有rrˆr(式中rˆ 叫做单位矢),则tˆrˆtrtddddddrrr 式中trdd就是速度径向上的分量, ∴trtdddd 与r不同如题1-1 图所示. 题1-1 图 (3)tddv表示加速度的模,即tvadd ,tvdd是加速度a 在切向上的分量. 有 (vv表轨道节线方向单位矢),所以 tvtvtvdddddd 式中dtdv就是加速度的切向分量. (ttrdˆddˆd与的运算较复杂,超出教材规定,故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为 x = x (t),y = y (t),在计算质点的速度和加速度时,有人先求出 r=22yx,然后根据v = trdd,及a=22ddtr而求得结果;又有人先计算速度和加速度的分量,再合成求得结果,即 v =22ddddtytx及a=222222ddddtytx 你认为两种方法哪一种正确?为什么?两者差别何在? 解:后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量,在平面直角坐标系中,有 jyixr, jtyitxtrajtyitxtrv222222dddddddddddd 故它们的模即为 222222222222ddddddddtytxaaatytxvvvyxyx 而前一种方法的错误可能有两点,其一是概念上的错误,即误把速度、加速度定义作 22ddddtratrv 其二,可能是将22ddddtrtr 与误作速度与加速度的模。在1-1 题中已说明 trdd不是速度的模,而只是速度在径向上的分量,同样,22ddtr也不是加速度的模,它只是加速度在径向分量中的一部分222ddddtrtra径。或者概括性地说,前一种方法只考虑了位矢r在径向(即量值)方面随时间的变化率,而没有考虑位矢r及速度v 的方向随间的变化率对速度、加速度的贡献。 1-3 一质点在x Oy 平面上运动,运动方程为 x =3t+5, y = 21t 2+3t-4. 式中t以 s 计,x , y 以 m 计.(1)以时间t为变量,写出质点位置矢量的表示式;(2)求出t=1 s 时刻和t=2s 时刻的位置矢量,...