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课程目标
学习脉络
1.通过具体实例了解定积分在物理中的应用.
2.会求变速直线运动的路程、位移和变力做功问题.
定积分在物理中的应用
变速直
线运动
做变速直线运动的物体所经过的路程s,等于其速度函数v=v(t)(v(t)≥0)在时间区间[a,b]上的定积分,即s=v(t)dt
变力做功
如果物体在变力F(x)的作用下做直线运动,并且物体沿着与力F(x)相同的方向从x=a移动到x=b(a<b),那么变力F(x)所做的功为W=F(x)dx
思考1利用定积分求变速直线运动物体的路程和位移时,如何区分位移和路程?
提示:路程是位移的绝对值和,从时刻t=a到时刻t=b所经过的路程:
(1)若v(t)≥0,s=v(t)dt;
(2)若v(t)≤0,s=v(t)dt;
(3)若在区间[a,c]上v(t)≥0,在区间[c,b]上v(t)<0,则s=v(t)dt-v(t)dt.
思考2求变力做功问题的关键是什么?
提示:(1)求变力做功,要根据物理学的实际意义,求出变力F的表达式,这是求功的关键.
(2)由功的物理意义知,物体在变力F(x)的作用下,沿力F(x)的方向做直线运动,使物体从x=a移动到x=b(a<b).因此,求功之前还应求出位移的起始位置与终止位置.
(3)根据变力做功公式W=F(x)dx即可求出变力F(x)所做的功.