2017-2018学年北师大版选修2-2 4.3定积分的简单应用 教案
2017-2018学年北师大版选修2-2  4.3定积分的简单应用   教案第2页

2.变力作功

  一物体在恒力F(单位:N)的作用下做直线运动,如果物体沿着与F相同的方向移(单位:m),则力F所作的功为W=Fs .

探究

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 F (x) 相同的方向从x =a 移动到x=b (a

与求曲边梯形的面积和求变速直线运动的路程一样,可以用"四步曲"解决变力作功问题.可以得到

例2.如图1·7一4 ,在弹性限度内,将一弹簧从平衡位置拉到离平衡位置lm 处,求克服弹力所作的功.

解:在弹性限度内,拉伸(或压缩)弹簧所需的力 F ( x )与弹簧拉伸(或压缩)的长度 x 成正比,即 F ( x )= kx , 其中常数 k 是比例系数.由变力作功公式,得到

  答:克服弹力所作的功为.

例3.A、B两站相距7.2km,一辆电车从A站B开往站,电车开出ts后到达途中C点,这一段的速度为1.2t(m/s),到C点的速度为24m/s,从C点到B点前的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。

分析:作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

略解:(1)设A到C的时间为t1则1.2t=24, t1=20(s),则AC=

  (2)设D到B的时间为t21则24-1.2t2=0, t21=20(s),

  则DB=

(3)CD=7200-2240=6720(m),则从C到D的时间为280(s),则所求时间为20+280+20=320(s)