一个质点沿直线运动,在离开固定点 后 秒时,其速度 由 给出,其中 为常数。
质点的最小速度发生在 时。
- (i)
证明 。
- (ii)
求质点位移关于 的表达式。由此证明,质点在运动过程中只会返回 点一次。
- (iii)
求质点在前 7 秒内运动的总路程。
- (9)
- (ii)
,
- (iii)
。
- (ii)
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
10(i)
1. Differentiate the velocity function with respect to $t$ to find the acceleration.
2. Use the condition for minimum velocity to solve for $k$.
For minimum velocity, .
Given this occurs when :
Shown that .
10(ii)
1. Substitute $k=2$ into the velocity equation and integrate to find displacement $s$.
Given , .
2. Find the constant of integration using the initial condition.
When , the particle is at , so .
3. Set $s = 0$ to find when the particle returns to $O$.
(at start) or
4. Solve the quadratic equation to show there is only one positive root.
For :
Since , (approx s).
The other root is rejected.
Since there is only one valid positive value for , the particle returns to only once.
The particle returns to only once because there is only one positive root for when .
10(iii)
1. Find the time when the particle is instantaneously at rest
From (i), , so .
Set to find when the particle changes direction:
Since , .
2. Calculate the displacement at $t = 0$, $t = 6$, and $t = 7$
From (ii), the displacement is .
At , .
At , .
At , .
3. Calculate the total distance travelled
Total distance
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