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1、一、变力沿直线所作的功二、液体的侧压力三、引力问题定积分在物理学上的应用一、变力沿直线所作的功设物体在连续变力F(x)作用下沿x轴从x=a移动到力的方向与运动方向平行,求变力所做的功.在其上所作的功元素为因此变力F(x)在区间上所作的功为例1.一个单求电场力所作的功.解:当单位正电荷距离原点r时,由库仑定律电场力为则功的元素为所求功为位正电荷沿直线从距离点电荷a处移动到b处(a
2、为故所求功为(KJ)设水的密度为(KN)一蓄满水的圆柱形水桶高为5m,底圆半径为3m,面积为A的平板二、液体侧压力设液体密度为深为h处的压强:当平板与水面平行时,当平板不与水面平行时,所受侧压力问题就需用积分解决.平板一侧所受的压力为••小窄条上各点的压强例3.的液体,求桶的一个端面所受的侧压力.解:建立坐标系如图.所论半圆的利用对称性,侧压力元素端面所受侧压力为方程为一水平横放的半径为R的圆桶,内盛半桶密度为说明:当桶内充满液体时,小窄条上的压强为侧压力元素故端面所受侧压力为三、引力问题质量分别为的质点,相距r,二者间的引力:大小:方向:沿
3、两质点的连线若考虑物体对质点的引力,则需用积分解决.例4.设有一长度为l,线密度为的均匀细直棒,其中垂线上距a单位处有一质量为m的质点M,该棒对质点的引力.解:建立坐标系如图.细棒上小段对质点的引力大小为故垂直分力元素为在试计算利用对称性棒对质点引力的水平分力故棒对质点的引力大小为棒对质点的引力的垂直分力为(99考研)思考与练习提示:作x轴如图.1.为清除井底污泥,用缆绳将抓斗放入井底,泥后提出井口,缆绳每在提升过程中污泥以20N/s的速度从抓斗缝隙中漏掉,现将抓起污泥的抓斗提升到井口,抓斗抓起的污泥重2000N,提升速度为3m/s,问克服重力
4、需作多少焦耳(J)功?已知井深30m,抓斗自重400N,将抓起污泥的抓斗由抓起污x提升dx所作的功为米重50N,提升抓斗中的污泥:井深30m,抓斗自重400N,缆绳每米重50N,抓斗抓起的污泥重2000N,提升速度为3m∕s,污泥以20N∕s的速度从抓斗缝隙中漏掉克服缆绳重:抓斗升至x处所需时间:克服抓斗自重:锐角取多大时,薄板所受的压力P最大.2.斜边为定长的直角三角形薄板,垂直放置于解:选取坐标系如图.设斜边长为l,水中,并使一直角边与水面相齐,则其方程为问斜边与水面交成的故得唯一驻点故此唯一驻点即为所求.由实际意义可知最大值存在,即1、求
5、极限提示:原式左边=右边定积分习题课2、证明证:令则令得故3、解3、4、4、是偶函数,5、6、5、解:7、6、解:设在[0,1]上有二阶连续导数,证明:8、9、设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且(1)在(a,b)内f(x)>0;(2)在(a,b)内存在点,使(3)在(a,b)内存在与相异的点,使(03考研)证:(1)由f(x)在[a,b]上连续,知f(a)=0.所以f(x)在(a,b)内单调增,因此(2)设满足柯西中值定理条件,于是存在即(3)因在[a,]上用拉格朗日中值定理代入(2)中结论得因此得10、解:(1)(
6、2)11、求下列函数的导数:(2)由方程函数,求.