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一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为(其中a、b为常量),则该质点作()A.匀速直线运动 B.变速直线运动 C.抛物线运动 D.一般曲线运动

一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为(其中a、b为常量),则该质点作()A.匀速直线运动 B.变速直线运动 C.抛物线运动 D.一般曲线运动

要确定质点的运动类型,需通过位置矢量分析速度和加速度的特征。根据运动学基本原理,速度是位矢对时间的一阶导数(v=drdt),加速度是速度对时间的一阶导数(a=dvdt),而运动轨迹由速度方向是否变化及加速度是否恒定决定。

假设题目中质点的位置矢量为 r=ai+bt2j(常见形式,因用户未给出具体表达式,此处以典型二维运动方程为例)。对时间求导得速度 v=0i+2btj,加速度 a=0i+2bj。此时速度方向始终沿y轴,但大小随时间变化(v=2bt),加速度大小和方向恒定(a=2b,沿y轴),故为变速直线运动。若位置矢量含x、y方向的二次项(如 r=ati+bt2j),则速度 v=ai+2btj,方向随时间变化,加速度恒定,轨迹为抛物线(如平抛运动)。

关键判断依据

直线运动:速度方向不变(各时刻速度矢量共线),若速度大小变化则为变速直线运动。

曲线运动:速度方向随时间变化,当加速度恒定且与速度不共线时为抛物线运动(如匀变速曲线运动)。

若题目中位置矢量为 r=ati+btj(一次函数),则速度 v=ai+bj 为常矢量,加速度为零,是匀速直线运动

综上,需根据具体位矢表达式计算速度和加速度:

速度方向不变且大小恒定 → A. 匀速直线运动

速度方向不变但大小变化 → B. 变速直线运动

速度方向变化且加速度恒定 → C. 抛物线运动

速度方向变化且加速度变化 → D. 一般曲线运动

思考:若位置矢量为 \(\boldsymbol{r} = R\cos(\omega t)\boldsymbol{i} + R\sin(\omega t)\boldsymbol{j}\)(匀速圆周运动),其加速度方向指向圆心且大小恒定,但速度方向时刻变化,属于哪种运动类型?(提示:加速度方向是否

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