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2025-05-28
定积分在物理学中应用
      前面我们已经介绍了定积分在几何方面应用,我们看到,在利用定积分处理几何上诸如平面图形面积、平面曲线弧长、旋转体体积等问题时,关键在于写出所求量微元
      定积分在物理方面应用关键也是如此,希望大家注意怎样写出所求量微元——微功、微压力、微引力等
    由物理学知道,假如一个物体在常力F作用下,使得物体沿力方向作直线运动 ,物体有位移 s  时,力F对物体所作功为:W=F*s
      这个公式只有在力F是不变情况下才适用,但在实际问题中,物体在运动过程中所受到力是改变。下面我们经过例子来说明怎样利用微元法来求变力所作功。
例1
已知弹簧每伸长 0.02 m  要用 9,8 N 力,求把弹簧拉长  0,1 m  需作多少功
一、变力沿直线作功
  当我们拉长弹簧时,需要克服弹性力作功,由 Hoke 定律,弹性力F与伸长量 x  之间有函数关系: F=kx k ——弹性系数
用微元法
由题设
9.8=0.02k  
k= 490
要求是变力所作功
F=490x            
取 x 为积分变量
积分区间为 [0 ,0.1]
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