曲线运动中的s表示路程,而不是位移。路程是物体运动轨迹的长度,而位移是从初位置到末位置的有向线段。在曲线运动中,物体运动的路程可能大于或小于直线运动路程的值,具体取决于运动的方向和速度的变化。
题目:一物体做曲线运动,其初速度为v_{0},方向沿x轴正方向。在t时刻,物体的速度为v(t) = v_{0} + at,其中a为加速度,方向沿x轴负方向。求物体在t时刻的位移s(t)。
解:根据曲线运动的定义,位移s(t)等于物体在t时刻的初始位置和末位置之间的直线距离。
初始位置在x轴上的坐标为x_{0} = v_{0}t,末位置在x轴上的坐标为x = v_{0}t + \frac{1}{2}at^{2}。
由于初速度和加速度的方向都沿x轴负方向,所以末位置在初始位置的左边。因此,位移s(t)可以通过从初始位置到末位置的直线距离减去初始位置得到:
s(t) = x_{0} - x = v_{0}t - (v_{0}t + \frac{1}{2}at^{2}) = - \frac{1}{2}at^{2}
其中负号表示位移的方向与初速度和加速度的方向相反,即沿x轴正方向。
所以,物体在t时刻的位移s(t)为- \frac{1}{2}at^{2}。