多边形的面积是解题的关键.
变式训练:由两条曲线y=x2,y=x2与直线y=1围成平面区域的面积是 .
例2 列车以72 km/h的速度行驶,当制动时列车获得加速度a(t)=-0.4t m/s2,问列车应在进站前多长时间,以及离站多远处开始制动?(精确到0.1 m)
思路导析:做变速直线运动的物体,位移s对时间t的导数s′(t)是瞬时速度v(t),速度v对时间t的导数v′(t)是瞬时加速度a(t).反过来,位移就是对速度的定积分,速度就是对加速度的定积分,利用这个原理可以解决本题。
解析:(1)由题v′(t)=a(t),∴a(t)dt=v(t)|, ∴v(t)=v(0)+a(t)dt.
∴v=v0+(-0.4t)dt.因v0=72 km/h=20 m/s.
∴v=20-0.4tdt=20-0.2t2|=20-0.2t2,
令v=0,解得t=10 s.
(2)设列车由开始制动到停止所走过的路程为s.
则s=vdt= (20-0.2t2)dt=(20t-t3)|=200-=m≈133.3 m.
答:列车应在进站前10秒和进站前约133.3 m处制动.
归纳总结:若作变速直线运动物体的速度关于时间的函数为,由定积分的物理意义可知,作变速运动的物体在时间
内的路程s是曲边梯形(阴影部分)的面积,
即路程;如果
时,则路程.
变式训练:A、B两站相距7.2km,一辆电车从A站开往B站,电车开出ts后到达途中C点,这一段速度为1.2t(m/s),到C点的速度达24m/s,从C点到B站前的D点以等速行驶,从D点开始刹车,经ts后,速度为(24-1.2t)m/s,在B点恰好停车,试求:(1)A、C间的距离;(2)B、D间的距离;(3)电车从A站到B站所需的时间.
例3 如图所示,一物体沿斜面在拉力F的作用下由A经B、C运动到D,其中AB=50 m,BC=40 m,CD=30 m,变