活动设计:学生先自己思考,然后相互交流.
活动成果: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W=∫F(x)dx.
设计意图
让学生通过类比求曲边梯形的面积和求变速直线运动的路程的方法,探究得出求变力作功也可用定积分解决.
提出问题2:如图,在弹性限度内,将一弹簧从平衡位置拉到离平衡位置l m处,求克服弹力所作的功.
活动设计:学生独立思考,找一个学生板书.
活动成果: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W=∫kxdx=kx2|=kl2(J).
答:克服弹力所作的功为kl2 J.
设计意图
通过上面变力作功的积分表示,将其应用于实际问题,加深学生的理解.
例A、B两站相距7.2 km,一辆电车从A站开往B站,电车开出t s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24 m/s,从C点到B点前的D点以等速行驶,从D点开始刹车,经t s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.