x1=x0+v(t)dt=1+(1-t2)dt=.
所以它在前2秒内所走过的路程为2,2秒末所在的位置为x1=.
(2) 物体的速度为v=(bt3)′=3bt2.
媒质阻力F阻=kv2=k(3bt2)2=9kb2t4,其中k为比例常数,且k>0.
当x=0时,t=0;
当x=a时,t=t1=(),
又ds=vdt,故阻力所做的功为
W阻=ds =kv2·vdt=kv3dt
= k(3bt2)3dt=kb3t = k.
【点拨】定积分在物理学中的应用应注意:v(t)=a(t)dt,s(t)=v(t)dt和W=F(x)dx这三个公式.
【变式训练3】定义F(x,y)=(1+x)y,x,y∈(0,+∞).令函数f(x)=F[1,log2(x2-4x+9)]的图象为曲线C1,曲线C1与y轴交于点A(0,m),过坐标原点O向曲线C1作切线,切点为B(n,t)(n>0),设曲线C1在点A,B之间的曲线段与线段OA,OB所围成图形的面积为S,求S的值.
【解析】因为F(x,y)=(1+x)y,所以f(x)=F(1,log2(x2-4x+9))==x2-4x+9,故A(0,9),又过坐标原点O向曲线C1作切线,切点为B(n,t)(n>0),f′(x)=2x-4.
所以解得B(3,6),
所以S=(x2-4x+9-2x)dx=(-3x2+9x)=9.
总结提高
1.定积分的计算关键是通过逆向思维求得被积函数的原函数.
2.定积分在物理学中的应用必须遵循相应的物理过程和物理原理.
3.利用定积分求平面图形面积的步骤:
(1)画出草图,在直角坐标系中画出曲线或直线的大致图象;
(2)借助图形确定出被积函数,求出交点坐标,确定积分的上、下限;
(3)把曲边梯形的面积表示成若干个定积分的和;
(4)计算定积分,写出答案.