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中的|高中的物理微积分应用完美( 三 )


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14、t uv 常见函数的导数 dC dt =0(C为常数); dcost dt =-sint; dtn dt =ntn-1 (n为实数); det dt =et; dsint dt =cost; 复合函数的导数 在数学上 , 把u=u(v(t)称为复合函数 , 即以函数v(t)为u(x)的自变量 。
du(v(t) d t =du(v(t) d v(t) dv(t) d t 复合函数对自变量的导数 , 等于已知函数对中间变量的导数 , 乘以中间变量对自变量的导数称为链式法则 。
【练】1、某弹簧振子在X轴上做直线运动 , 其位移x与时间t的关系为x=Asint , 即 , 质点在坐标原点附近往复运动 , 最大位移为A(A称为振幅) ,。

15、周期为2 (称为角频率) , 物理上把这种运动叫简谐运动 。
请完成以下几问: 求出t时刻的速度v 在简谐振动中 , 在单位时间内物体完成全振动的次数叫频率 , 用f表示 , 频率的2倍叫角频率 , 即 =2f 标准实用 文案大全PQ Q0Q1 q 写出合力F与位移x的关系 验证简谐运动中质点的机械能守恒 。
【练】2、某矩形线框面积为S , 匝数为N , 处于磁感应强度为的匀强磁场中 , 如图所示 , 线框绕PQ轴以角速度匀速转动从水平位置开始计时 , 在t时刻:写出磁通量的表达式求出线框产生的感应电动势 三:微分和积分 简单问题 【例】电容器是一种存储电荷的元件 , 它的基本工作方式为充电和放电 , 我们先考察电容器放电时的情况 。
某电容为C的 。

16、电容器 , 其已充电的电量为Q0 , 若让该电容与另一个阻值为R的的电阻串联起来 , 该电容器将会放电 , 其释放的电能转化电阻的焦耳热(内能) 。
试讨论 , 放电时流过电阻R的电流随时间t 的变化关系如何? 分析:根据电荷守恒定律 , 当通过电阻R的电量为q时 , 电容器的电量从Q0变成Q1 , 满足Q0=Q1+q, 即q=Q0-Q1 ; 流过电阻R的电流i与通过电阻 R的电量q 满足关系式:i=dqd t 根据电容电量公式Q=CU,有Q1=CU=CRi, 那么q= Q0 - CRi ; 联立上式 , 有i=dq d t =d(Q 0- CRi)d t = - CRdi d t 进行公式变形 , 令x= - t CR ,则有 i=。

17、- CRdid t = didx 同学们思考一下 , i应该是什么函数 , 才能满足i= didx ? , 或者说什么函数的导数等于函数本身? 我们观察到 , 只有y=Cex形式的函数才满足i= didx 关系 , C为待定常数 。
故可以知道 , i = Cex = Ce-t/CR 当t=0 时 , U0= Q0C,i0= U 0R = Q0CR ;而把t=0 代人 , 得i = Ce -t/CR=C;故C=Q0CR 所以 , 流过电阻R 的电流随时间t 的变化关系为:i = Q0CR e-t/CR 【练】对于上例电容器放电问题 , 试讨论 , 放电时电容器的电量Q随时间t 的变化关系如何? 微分 1、从上面式子可以看出 , 理论上虽然 。

18、我们说是要经过无穷长的时间电容才放完电 , 电流为零 , 但实际上 只需要电流减少足够小时 , 电流计就检测不到有电流了 。
2、对于i= - CRdi d t 或i= didx, 我们称之为微分方程 , 最直观的解决方法是观察有哪些函数满足该微分方程的函数关系 , 当然 , 我们要注意比如上题中的t=0 之类的初始条件 。
3、一般来说 , 微积分可以帮助同学们深刻理解物理概念和公式 , 但微元法可以帮助同学们更细致地明了物理过程 。
下面我们用微元法的方式来处理这个问题 。
在t的时间内 , 通过电阻R的电量为q 。
虽然电流随时间发生变化 , 但在很短的时间t内 , 可以认为电流几乎不变 , 当成恒定电流处理 , 故有q= it。
对电容有Q=CU=C 。

19、iR , Q=i;由电量守恒 , Q= q, 故iti , 然后把“”形式改写成微积分语言的“d”形式 , 就有idtdi (dt和 di称之为微分),数学变形为i= - CRdidt, 即以上标准实用 文案大全解法中的微分方程 。
微分与导数有什么关系呢?对某自变量为时间t的函数F(t) , 它的极其微小的变化 , 我们记它为微分dF , 它与时间微分dt满足关系式:dF=dF dt dt , 其中dF dt 为F对t的导数 。
下面是常见的微分公式与微分运算法则: ?0dc? ?1nndxnxdx? ?sincosdxxdx? ?cossindxxdx? ?xxdeedx? ?duvdudv? ?dcucdu? ?duvvd 。

20、uudv? 2uvduudvdvv? 积分 在上例问题中 , 在t的时间内 , 通过电阻R的电量为q= it , q称为电量微元 。
如果我们把0到t时间内的q加起来 , 用求和符号“”表示 , 则有:q=it 。
由于t=Nt,当t取无穷小时 , 那么it就有N个 , 也就是 , 我们要把无穷个it进行相加操作 , 为了方便 , 我们用微积分符号idt?表示q=0limt?it=idt? , 称为对i在时间上求积分 。
我们来看一下这么做有什么意义: 从几何上看 , 对于i-t 图像 , q=0limt?it=idt? 就是图像中的面积 。
对于恒定电流 , 很简单 , q= it , 即小块矩形面积;对于变化的电流 , 用q= it来计算 , 发现有一小块近似三角形面积的误差 。


来源:(未知)

【学习资料】网址:/a/2021/0306/0021593940.html

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