问答题
设物体A从点(0,1)出发沿y轴正向运动,其速度大小为常数v,质点B从点(1,0)与A同时出发,其速度大小为2v,方向始终指向A. 试建立质点B的运动轨迹满足的微分方程,并写出初始条件.
【正确答案】
设在时刻t,B点位于(x,y)=(x(t),y(t)),而A点位于(0,1+vt). 又设B点运动轨迹方程为y=f(x).
B的速度方向指向A,表明BA沿曲线y=f(x)的切线方向. 由导数几何意义,
(负号是由于切线的倾角大于
). ①
两边对x求导得
②
注意在时刻£内,点B的行程为OB的弧长,即有
(负号是由于x<1,而弧长恒正). 对x求导,得
,代入式②得到运动轨迹满足的方程为
. 其初始条件为
【答案解析】
[考点] 对物理问题列微分方程及写初始条件
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