
如题,根据题目信息,可得F是非保守力,受力物体的路径影响做功大小(保守力,比如地球的引力或者在匀强磁场力的磁力,物体运动轨迹不影响做功大小)
和ab问不同,c问中在x变化时y也在变化,不好同时处理x和y的积分。那么可以将路径参数化,用参数统一处理x和y的变化。对于这种题目的思路:
1. 用参数方程写出路径
$$\vec{r}(t) = (4t, 5t), \quad t \in [0,1]$$
将物体的位置用参数t表达,可以想象成时间,这样物理意义比较好理解,物体用1s从 (0,0) 走到了 (4,5)
2. 用参数表达力
$$\vec{F}(\vec{r}(t)) = \bigl( 3(5t)^3, \, 2(4t)^2 \bigr) = (375t^3, \, 32t^2)$$
将用t表达过的x和y代入力的向量,得到一个只用t表达的力
3. 积分转化
注意到W = Pt = Fv t = 积分符号Fv dt
求v:对r(t)求导
注意Fv是上一步求的F(r(t))和v,也就是r'(t),的点乘
然后算积分即可
$$W = \int_0^1 (1500t^3 + 160t^2)\, dt$$
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