2019-2020学年北师大版选修2-2 定积分的简单应用 学案
2019-2020学年北师大版选修2-2    定积分的简单应用   学案第3页

=(t2-4t+3)dt-(t2-4t+3)dt+(t2-4t+3)dt=4(m).

反思与感悟 解决此类问题的一般步骤:(1)求出每一时间段上的速度函数;(2)根据定积分的物理意义,求出对应时间段上的定积分.

跟踪训练2 有一辆汽车以每小时36 km的速度沿平直的公路行驶,在B处需要减速停车.设汽车以2 m/s2的加速度刹车,问:从开始刹车到停车,汽车行驶了多远?

解 设从开始刹车到停车,汽车经过了t s.

v0=36 km/h=10 m/s,v(t)=v0-at=10-2t.

令v(t)=0,解得t=5.

所以从开始刹车到停车,汽车行驶的路程为s=(10-2t)dt=(10t-t2)=25(m).

故从开始刹车到停车,汽车行驶了25 m.

题型三 用定积分解决变力做功问题

例3 设有一个长为25 cm的弹簧,若加以100 N的力,则弹簧伸长到30 cm,求使弹簧由25 cm伸长到40 cm所做的功.

解 设x表示弹簧伸长的长度,f(x)表示加在弹簧上的力,则f(x)=kx(其中常数k为比例系数).

因为当f(x)=100时,x=5,所以k=20.

所以f(x)=20x.

弹簧由25 cm伸长到40 cm时,弹簧伸长的长度x从0 cm变化到15 cm,故所做的功

W=20xdx=10x2=2 250(N·cm)=22.5(J).

反思与感悟 (1)根据物理学知识,求出变力f(x)的表达式;(2)由功的物理意义知,物体在变力f(x)的作用下,沿力的方向做直线运动,使物体由一个位置移到另一个位置,因此,求功之前应先求出位移的起始位置和终止位置;(3)根据变力做功的公式W=f(x)dx求出变力所做的功.

跟踪训练3 如图所示,设气缸内活塞一侧存在一定量气体,气体做等温膨胀时推动活塞向右移动一段距离,若气体体积由V1变为V2,求气体压力所做的功.