【正文】 2022/8/26 76 解 設木板對鐵釘?shù)淖枇? ,)( kxxf ?第一次錘擊時所作的功為 ?? 101 )( dxxfw ,210kk x d x ?? ??? hh dxxfw 0 )(例 ： 用鐵錘把釘子釘入木板，設木板對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進入木板的深度成正比，鐵錘在第一次錘擊時將鐵釘擊入 1厘米，若每次錘擊所作的功相等，問第 n次錘擊時又將鐵釘擊入多少？ 設 次擊入的總深度為 厘米 hn次錘擊所作的總功為 n 20 21 khk x d xh ?? ?2022/8/26 77 ,22khW h ?依題意知，每次錘擊所作的功相等． 1nww h ? ? 22kh,2kn ??,nh ?.1?? nn次擊入的總深度為 n第 次擊入的深度為 n,21 kW ?2022/8/26 78 利用“ 微元法 ”思想求變力作功、水壓力和引力等物理問題． （注意熟悉相關的物理知識） 四、小結 2022/8/26 79 思考題 一球完全浸沒水中，問該球面所受的總壓力與球浸沒的深度有無關系？它所受的總壓力與它在水中受到的浮力有何關系？ 2022/8/26 80 思考題解答 該球面所受的總壓力方向向上（下半球面所受的壓力大于上半球面），其值為該球排開水的重量，即球的體積，也就是它在水中受到的浮力．因此該球面所受的總壓力與球浸沒的深度無關． 2022/8/26 81 一、 直徑為 20 厘米，高為 80 厘米的圓柱體內(nèi)充滿壓強為 310厘米牛 的蒸汽，設溫度保持不變，要使蒸汽體積縮小一半，問需要作多少功？二、 一物體按規(guī)律3tcx ? 作直線運動，媒質(zhì)的阻力與速度的平方成正比，計算物體由 0?x 移至 ax ?時，克服媒質(zhì)阻力所作的功 .三、 有一等腰梯形閘門，它的兩條底邊各長 610 米和米，高為 20 米，較長的底邊與水面相齊 . 計算閘門的一側所受的水壓力 .練 習 題 2022/8/26 82 四、 半徑為 的球沉r 入水中，球的上部與水面相切，球的比重與水相同，現(xiàn)將球從水中取出，需要作多少功？ 五、 一塊 a高為 ， b底為 的等腰三角形薄板，垂直地沉沒在水中，頂在下，底與水面相齊，試計算薄板每面所受的壓力 . 六、 設有一半 R徑為 ，中心 j角為 的圓弧形細棒，其線密度為 ?常數(shù) ，在圓心處有 一質(zhì) 的量為 m 質(zhì)點M ，試求這細棒對質(zhì) M點 的引力 . 2022/8/26 83 七、 油類通過直油管時，中間流速大，越靠近管壁流速越小，實驗測定，某處的流 與速 v 流處到管子中心的距 之間離 r 有關系式 )(22rakv ?? , 其中為比例k 常數(shù)， 為油管a 半徑 . 求通過油管的流量 （注：當流速為常量時，流量 = 流速 ? 截面積） .2022/8/26 84 一、 2ln8 0 0 ? ( 焦耳 ). 二、3732725akc ( 其 為中 k 比例常數(shù) ) . 三、 14 37 3 ( 千牛 ) . 四、 gr434? . 五、 ?ba261. 六、引力的大小為2si n2 j?Rkm, 方向 指為 M 向圓弧 的中心 . 七、42ak ?.練習題答案 。 這對于從形式到內(nèi)容真正地把握公式是非常必要的 ， 相反如果僅滿足于套用公式解決一些簡單問題而不求甚解 ， 那么遇到一些稍有靈活性的問題 ， 便可能束手無策 ， 不知如何下手 。求該棒對質(zhì)點的質(zhì)點有一個質(zhì)量為處其延長線上距離一端線密度為設勻質(zhì)細棒長為例MMmal,6 ??M解x0如圖，建坐標系lal??xdxx ?],0[ lx ?小段質(zhì)量為 ,dx? ?r 距離 xal ??GdF ? 2)( xal ??dxm ??? ?? ??? l xal dxGmF 0 2)( 0l).11( alaGm ????這是引力 dF的方向不隨小區(qū)間 [x, x+dx]的改變而變化的情形。 問題：水庫的堤壩為什么上邊窄，下邊寬？ 2022/8/26 67 二、水壓力理論根據(jù)： ??? hph 處的壓強為：，在深度為水的比重為 ?壓力 壓強 面積? 如果有一面積為 A 的平板水平地放置在水深為 h處，那么，平板一側所受的水壓力為： P ? p x x dx 27 3 20 0 取 x為積分變量， ?][? ,?x 取任一小區(qū)間 ],[ dxxx ? ,]30,3[?x分析 （如下圖）建立坐標系： 2022/8/26 64 因這一薄層水抽出圍囹所作的功近似于克服這一薄層重量所作的功 ， 所以功元素為： ( k J )29 809 80 63032303?????????? ? xdxxW ??解 建立坐標系如圖 取 x為積分變量， ]30,3[?x取任一小區(qū)間 ],[ dxxx ? ,這一薄層水的重力為 ??,980 dxxdW ??? ?于是在 [3,30]上 ， 抽盡水所作的功為： x x dx 27 3 20 0 x x dx 27 3 20 0 270,)3(980 dxxdW ???? ?]27,0[( k J )2)3(9 80)3(9 80 62702270???????? ???? ?xdxxW ??O在水面 2022/8/26 65 的功？米高的水箱中，求所作抽到上方，若將容器中的水一圓錐形容器尺寸如圖例5156 ?? yxm6)0,6(dxxgydW )5(2 ?? ?m5Adxxxg )5()6(3625 2 ??? ?m5解： 建立坐標系如圖 oxy)5,0(B:直線方程AB? ??? 60 2 )5()6(3625 dxxxgW ?xdxx ?需計算薄片的寬度 )6(65 xy ???2022/8/26 66 二、水壓力水的即 比重 ,?為 深度 處h 的壓強為 hp ??問題：水的壓力是如何產(chǎn)生的？ 水有重量，所以水也會對與其接觸的物體產(chǎn)生壓力， 水的壓力來自水中的四面八方。如果要求瓦楞板的波形高為 1 個長度單位，寬度 l 為 48 個長度單位，那么矩形板的寬度 s應該取多少？ 解 所求弧長為 dxys ? ??? 48021s l dxx? ?? 4802c os12022/8/26 50 例 1 計算曲線 2332xy ? 上相應于 x 從 a 到 b 的一段弧的長度 . 解 ,21xy ???dxxds 2)(1 21??? ,1 dxx??所求弧長為 dxxs ba? ?? 1 ].)1()1[(32 2323 ab ????a bdxys ba? ??? 212022/8/26 51 曲線弧為 ,)( )(??? ?? ty tx ?j )( ?? ?? t其中 )(),( tt ?j 在 ],[ ?? 上具有連續(xù)導數(shù) .22 )()( dydxds ?? 222 ))](()([ dttt ?j ????dttt )()( 22 ? ??j ??弧長 .)()( 22 dttts ? ???? ?? ?j三、參數(shù)方程情形 2022/8/26 52 例 2 求星形線 323232ayx ?? )0( ?a 的