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加速度可以突變

云知道加速度

加速度可以突變嗎

加速度可以突變


加速度可以突變 。物體加速度的大小與合外力成正比，與物體質(zhì)量成反比（與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比） 。加速度的方向與合外力的方向相同，合力可突變，故加速度可突變 。加速度是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值Δv/Δt ， 是描述物體速度變化快慢的物理量，通常用a表示，單位是米/平方秒 。
在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中 ， 速度變化量與所用時(shí)間的比值叫加速度，其國(guó)際單位是米/二次方秒 。加速度有大小，有方向 ， 是矢量 。加速度與速度變化和發(fā)生速度變化的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，但與速度的大小無關(guān) 。在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體的加速度與所受外力的合力大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，方向與合外力的方向相同
沖擊信號(hào)可以物理實(shí)現(xiàn)就是說數(shù)學(xué)上是成立的函數(shù)，但是在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)出現(xiàn)問題 ， 例如穩(wěn)定性，假如對(duì)以個(gè)機(jī)械臂來說 ， 你要使他的端點(diǎn)進(jìn)行以個(gè)關(guān)于時(shí)間T的軌跡變化，也許可行，但是他的速度或者加速度的突變非常大，在實(shí)際中有可能使機(jī)械損害 。信號(hào)的定義：
物理角度：
信號(hào)是承載某種或某些信息的物理量的變化 。
數(shù)學(xué)角度：
【加速度可以突變】信號(hào)是函數(shù)，是某一變量隨時(shí)間或頻率或其他變量而變化的函數(shù) 。
工程角度：
信號(hào)表現(xiàn)為一組數(shù)據(jù)或波形，通常是由某一檢測(cè)儀器（傳感器）從某一物理系統(tǒng)上檢測(cè)得到的，以數(shù)據(jù)的形式記錄在紙上，或存儲(chǔ)在某種磁性
如果一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式成立，但在物理和工程上無法實(shí)現(xiàn)，就成為物理不可實(shí)現(xiàn)信號(hào) ， 反之為物理可實(shí)現(xiàn)信號(hào) 。
力與加速度和速度的計(jì)算公式牛頓第二定律給出以下關(guān)系：F＝ma （F是物體所受合外力,m是物體質(zhì)量,a是物體此刻的加速度） 。


牛頓第二定律的六個(gè)性質(zhì)：


（1）因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因 。若不存在力 ， 則沒有加速度 。


（2）矢量性：力和加速度都是矢量，物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定 。牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式∑F = ma中，等號(hào)不僅表示左右兩邊數(shù)值相等，也表示方向一致，即物體加速度方向與所受合外力方向相同 。根據(jù)他的矢量性可以用正交分解法講力合成或分解 。


（3）瞬時(shí)性：當(dāng)物體（質(zhì)量一定）所受外力發(fā)生突然變化時(shí)，作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時(shí)發(fā)生突變；當(dāng)合外力為零時(shí)，加速度同時(shí)為零 ， 加速度與合外力保持一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 。牛頓第二定律是一個(gè)瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的規(guī)律，表明了力的瞬間效應(yīng) 。


（4）相對(duì)性：自然界中存在著一種坐標(biāo)系,在這種坐標(biāo)系中，當(dāng)物體不受力時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，這樣的坐標(biāo)系叫慣性參照系 。地面和相對(duì)于地面靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體可以看作是慣性參照系，牛頓定律只在慣性參照系中才成立 。


（5）獨(dú)立性：作用在物體上的各個(gè)力 ， 都能各自獨(dú)立產(chǎn)生一個(gè)加速度，各個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和等于合外力產(chǎn)生的加速度 。


（6）同一性：a與F與同一物體某一狀態(tài)相對(duì)應(yīng) 。
什么是速度突變速度突變，在高中物理是一個(gè)非常尷尬的概念，因?yàn)槲覀兌贾?，速度如果要發(fā)生突變 ， 就必定存在一個(gè)加速度（而這個(gè)加速度很可能非常巨大，導(dǎo)致速度突變只是一瞬間的事情），但是就因?yàn)檫@個(gè)所謂的“一瞬間”，使得某些題目不會(huì)考慮這個(gè)“一瞬間”，那么擁有這種不考慮“一瞬間”的題目的特點(diǎn)，通常是輕描淡寫的帶過的
例如：①某車在前5秒內(nèi)速度為5m/s ， 在5秒后，速度變?yōu)?m/s
②在經(jīng)過X秒后，車速變?yōu)?0m/s
擁有這種標(biāo)志的題目，通常屬于“非線性物理過程”【是我為了方便學(xué)生理解編的物理名詞】，也就是題目本身就已經(jīng)給你把物理過程給分成了幾個(gè)階段，你只需要分別分析這幾個(gè)階段就可以了 ， 不需要考慮這幾個(gè)階段中間連接的部分 。
這類題目相對(duì)而言也不算很多 ， 常見于運(yùn)動(dòng)學(xué) 。


而真正要考慮速度變化過程的問題，就是線性物理過程，也就是連續(xù)的物理過程 ， 比如這一道物理題目中提到的速度突變，就必須要考慮繩子撞上釘子后，小球擁有的速度變化 。
這一類題目，可以直接先給一個(gè)結(jié)論，事實(shí)上大多數(shù)學(xué)生也是這么學(xué)的 ， 那就是，這種情況下，線速度不變 。
可是為什么不變呢？
考慮到物理情景的繁多復(fù)雜，我建議用能量的角度進(jìn)行分析 。
繩子撞上釘子前（第一個(gè)物理過程），繩子撞上釘子后（第二個(gè)物理過程），中間那個(gè)過渡，就是從第一個(gè)物理過程過渡到第二個(gè)物理過程的時(shí)間，可以說是一瞬間 。
那么，從第一個(gè)物理過程，到第二個(gè)物理過程 ， 存在能量的變化嗎？
顯然，由于高中階段將繩子視為無質(zhì)量，則繩子和釘子撞擊那一瞬間前 ， 小球擁有動(dòng)能，重力勢(shì)能（第一階段），撞擊后，小球依然擁有動(dòng)能，重力勢(shì)能（第二階段），明顯可以看出第一階段和第二階段的小球 ， 重力勢(shì)能一樣大，而繩子在撞擊的過程中，不存在任何能量的損失（繩子無質(zhì)量），所以小球本身動(dòng)能也就不會(huì)改變了（因?yàn)槟芰渴鞘睾愕模?br />

思來想去，我覺得能量守恒的角度去解釋這個(gè)模型是最方便最好理解的 。（事實(shí)上也有別的解釋方法，但是沒有那么好理解）
【能量部分適合高一，或者說剛學(xué)習(xí)這一塊的學(xué)生理解】


【針對(duì)已經(jīng)完成物理學(xué)習(xí)（高三）的學(xué)生 ， 我想了一下，還可以用動(dòng)量角度去解釋，撞釘子的那瞬間，繩子的拉力和小球的速度方向還是垂直的（因?yàn)槔K子拉力方向永遠(yuǎn)和繩子速度方向垂直），因此在那一瞬間，繩子拉力的沖量是不會(huì)給小球帶來任何速度方向上的速度變化的 ， 也就是小球線速度不會(huì)變】
這個(gè)解釋更加科學(xué)一些噢

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