一个质点沿直线运动,通过固定点 OO 之后 tt 秒时,其速度 vv m/s 由 v=22+7t−2t2v = 22 + 7t - 2t^2 给出。质点在 PP 处瞬时静止。求:

  1. (i)

    加速度为零时质点的速度,

  2. (ii)

    质点在 PP 处时的 tt 值,

  3. (iii)

    距离 OPOP,

  4. (iv)

    质点在 t=0t = 0 到 t=9t = 9 的时间间隔内运动的总路程。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

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

12(i)

1. Find the expression for acceleration by differentiating velocity

a=dvdt=7−4ta = \frac{dv}{dt} = 7 - 4t

2. Find the time when acceleration is zero

7−4t=07 - 4t = 0
4t=74t = 7
t=1.75t = 1.75

3. Calculate the velocity at this time

v=22+7(1.75)−2(1.75)2v = 22 + 7(1.75) - 2(1.75)^2
v=22+12.25−6.125v = 22 + 12.25 - 6.125
v=28.125v = 28.125

答案

28.125 m/s28.125\text{ m/s}

12(ii)

1. Set velocity to zero for instantaneous rest

At instantaneous rest, v=0v = 0.
22+7t−2t2=022 + 7t - 2t^2 = 0
2t2−7t−22=02t^2 - 7t - 22 = 0

2. Solve the quadratic equation for $t$

(2t−11)(t+2)=0(2t - 11)(t + 2) = 0
t=5.5t = 5.5 or t=−2t = -2
Since t≥0t \ge 0, t=5.5t = 5.5.

答案

t=5.5t = 5.5

12(iii)

1. Find the value of $t$ at $P$ (from part ii)

At PP, v=0v = 0.
22+7t−2t2=022 + 7t - 2t^2 = 0
(11−2t)(2+t)=0(11 - 2t)(2 + t) = 0
t=5.5t = 5.5 or t=−2t = -2 (reject)

2. Set up the definite integral for displacement

Distance OP=∫05.5v dtOP = \int_0^{5.5} v \, dt
=∫05.5(22+7t−2t2) dt= \int_0^{5.5} (22 + 7t - 2t^2) \, dt

3. Integrate the velocity function

=[22t+7t22−2t33]05.5= \left[ 22t + \frac{7t^2}{2} - \frac{2t^3}{3} \right]_0^{5.5}

4. Evaluate the definite integral

=(22(5.5)+7(5.5)22−2(5.5)33)−0= \left( 22(5.5) + \frac{7(5.5)^2}{2} - \frac{2(5.5)^3}{3} \right) - 0
=121+105.875−110.9167= 121 + 105.875 - 110.9167
=115.9583= 115.9583
=1152324= 115\frac{23}{24} m

答案

10113101\frac{1}{3} m

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1一只鸟停在离地面 20 米高的垂直电线杆顶部 TT 处,从地面上的一点 OO 仰望 TT 处鸟的仰角为 45∘45^\circ。这只鸟用了一秒钟的时间,以恒定速度水平飞行,从 TT 飞到远离 OO 的点 BB,整个飞行过程中保持离…
  2. 2一质点从点 OO 由静止出发并沿直线运动,其速度 vv m/s 由 v=24t−6t2v = 24t - 6t^2 给出,其中 tt 是其运动开始后的时间(以秒为单位)。 求质点瞬时静止时的 tt 值。 质点何时会返回其起点? 判断质点在 2 秒…
  3. 3一名驾驶员以恒定速度 V m/s 行驶,经过一个固定点 X 并看到前方车辆很少。他踩下油门,随后他的速度 v m/s 由 v=60et/6v = 60e^{t/6} 给出,其中 tt 是通过 X 后的时间(以秒为单位)。当他通过点 Y 时,他的速度已…
  4. 4一个质点 P 在距离定点 O 处 3 m 的位移处开始沿直线运动,初始速度为 8 m/s。质点在运动 tt 秒后的速度 vv m/s 由 v=5cos⁡t+2sin⁡t+cv = 5\cos t + 2\sin t + c 给出。 求 cc 的值。 求质点的初始速…
  5. 5一个质点 PP 沿直线运动,在通过定点 OO 后的 tt 秒时,其速度 vv m/s 由 v=3t2+kt+18v = 3t^2 + kt + 18 给出,其中 kk 为常数。当 t=1t = 1 时,质点的加速度为 −9-9 m/s2^2。 证明…