微积分在高中物理中的运用

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/03 18:49:29
微积分在高中物理中的运用在什么方面
如何运用
举些例子
我希望用大学的方法将恒量以变量来考虑
微积分一次函数来进行解答
快升高中捏....

应用的方面:

首先,导数和积分的最直观的表现:位置,速度,加速度三个物理量之间的关系。
以时间为自变量,则速度是位置和时间关系函数的导函数,也就是表示任意一点位置和时间关系图像的切线斜率的函数,加速度是速度时间函数关系的导函数。同理,我们知道加速度时间图像中面积表示的是速度的变化量,也就是对加速度和时间的函数求积分可以得到速度时间关系;类似的速度时间图像中的面积表示位移,也就是对速度时间函数求积分得到位置时间关系。
其次,导数等于零时,则函数则有极值。这个在物理中应用明显。物理题目中经常出现有关于极值情况的描述,比如,“平衡”,“距离最大”或者“距离最小”,“能量最大”,“能量最小”,“速度最大”,“速度最小”等等情况。这些都表示可以用某个函数的导数为零的方法来求。
例如我们最常见到的平衡问题,其实都是能量和位置的函数关系中的导数为零。能量和位置关系的导数的相反数,就是这个能量对应的力的大小。
再次,用积分方法,可以求体积,面积,重心等等问题,这些问题在高考中涉及较少,但是通过这些问题的计算可以帮助同学们对于微积分,微元法,对于重心等物理概念有更深入的了解。用类似的方法,可以求球体的表面积,球体体积等等。
除此之外,在高中所学知识中,可以用微积分帮助理解的内容还有很多。通过这些内容的学习,既可以加强学生对物理概念的认识,也可以加深学生对微积分的领会。毕竟微积分当时发明的目的就是为了解决物理问题。
运用注意事项:
1. 明白应用在物理实际问题中的积分思想是有范围限定的,即从某一固定点无限累加到另一固定点,也就是通常所说的定积分。换言之,我们必须注意累加的起始位置与终止位置。
2.微元法千变万化,使用时要理智、灵活。
首先,要选择合适的微元,线元、面元、时间元、过程元、元电荷、元电流、元功等各种无限分割的小量皆可视为微元。这就要求解题者对于不同的情景、不同的问题寻找合适的微元入手。
其次,注意应用物理规律达到微元之间的转变。例如电流乘以时间元等于元电量(i×
dt=dq);速度乘以时间元等于位移元(v×dt=ds);电动势乘以时间元等于元磁通量(E×dt=dФ)等等。
再次,微元法需要不少近似的解