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微积分在高中物理中的应用 1、 非匀变速直线运动的位移计算 一小球以速度做直线运动,其速度随时间变化规律为,求小球在01s内的位移。由题意可知,小球的速度并不是均匀变化的,无法运用匀变速直线运动的公式计算位移,现在尝试运用微积分的思想来解决问题。试想,将0,1这段时间分为n个时间段:0,,,,1 每个时间段的长度为 当t很小时,在t,t上,v(t)的变化很小,可以认为物体近似的以速度v(t)做匀速运动,在这一段时间上物体的位移 在0,1上物体的总位移 所以,n越大即越小时,时间段0,1分得越细,与的近似程度就越好,当时,两者之差趋向于零,即 所以,小球在01s内的位移为m由此可以看出利用微积分思想可以解决非匀速直线运动的位移问题。此过程比较麻烦,也可以直接使用牛顿莱布尼茨公式。2、 变力作功 在弹簧的弹性限度内,将其从平衡位置拉到距平衡位置m处,已知弹簧劲度系数为,求此过程中拉力F所做的功W。 在弹性限度内,拉力F与弹簧拉伸长度成正比 所以 拉力F所做的功为 3、 交变电流有效值的计算 求正弦式交变电流的有效值 解: 设电流的有效值为,则 将等号两边同时平方得到
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