高数定积分物理学应用
郝连军
摘 要:在定积分知识的学习过程中,很多学生对定积分的物理应用感到困难,定积分物理应用的知识无论对专业课的学习还是应用实践都会用到,这部分知识高职学生必须掌握。这就需要老师采取行之有效的方法帮助学生掌握定积分的物理应用,本文从三个方面的问题出发抛砖引玉,给出一定的解题规律。
关键词:定积分;物理应用;微元法;做功;压力;平均值
中图分类号:O172.2 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)10-0251-01
1 微元法
用定积分表示一个量,如几何量、物理量或其他的量,一般分三步来考虑。
第一步:选取积分变量,例如,选为,并确定其范围,例如,在其上任取一个小区间。
第二步:取所求量在小区间上的部分量的近似值,即,
其中稱为量的微分元素。
第三步:写出定积分表达式,即,
上述方法称为定积分的微元法。
2 变力沿直线做功
工程上进行桥梁施工时要先建桥墩,有时桥墩要建在水里,这就要先建围囹,把水抽净便于施工,这就要先计算抽净水做了多少功,从而选用相应功率的抽水机在一定时间内把围囹中水抽净以利施工。
例题1,修建一座大桥的桥墩时要先下围囹,并且抽尽其中的水以便施工,已知围囹的直径为20米,水深27米,围囹高出水面3米。求抽尽水所做的功。(水的密度为1×)
解:用微元法求解,如图1所示,建立直角坐标系。