1. Phương pháp giải
- Giả sử vật M chuyển động trên quãng đường có độ dài là s trong khoảng thời gian t. Khi đó, vật M chuyển động với vận tốc trung bình là
- Tuy nhiên, chúng ta gặp rất nhiều trường hợp vật chuyển động không đều, vận tốc thay đổi liên tục tùy theo vị trí và thời gian. Ví dụ xe chạy trên đường gặp nhiều chướng ngại vật thì giảm tốc, chạy trên đường thông thoáng thì tăng tốc. Vì vậy ta cần phương pháp tính đúng vận tốc của xe tại mỗi thời điểm.
- Giả sử v(t) là vận tốc của vật M tại thời điểm t, và s(t) là quãng đường vật đi được sau khoảng thời gian t tính từ lúc bắt đầu chuyển động. Ta có mối liên hệ giữa s(t) và v(t)
+ Đạo hàm của quãng đường là vận tốc
+ Nguyên hàm của vận tốc là quãng đường
- Từ đây ta cũng có quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian
- Nếu gọi a(t) là gia tốc của vật M thì ta có mối liên hệ giữa v(t) và a(t)
+ Đạo hàm của vận tốc chính là gia tốc
+ Nguyên hàm của gia tốc chính là vận tốc
Ví dụ: Một ô tô đang chạy với vận tốc 10m/s thì tài xế đạp phanh; từ thời điểm đó, ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc
A.
Hướng dẫn giải
Lúc bắt đầu đạp phanh, tức là tại thời điểm
Khi ô tô dừng lại tại thời điểm
Ta có mối liên hệ giữa 2 đại lượng biến thiên quãng đường đi được
Nguyên hàm của vận tốc
Suy ra quãng đường đi được từ lúc đạp phanh đến khi dừng lại là tích phân của hàm
Vậy chọn đáp án C.
2. Bài tập
Bài 1: Một xe mô tô phân khối lớn sau khi chờ hết đèn đỏ đã bắt đầu phóng nhanh với vận tốc tăng liên tục được biểu thị bằng đồ thị là đường cong Parabol có hình bên. Biết rằng sau 15s thì xe đạt đến vận tốc cao nhất 60m/s và bắt đầu giảm tốc. Hỏi từ lúc bắt đầu đến lúc đạt vận tốc cao nhất thì xe đã đi được quãng đường bao nhiêu mét ?
Hướng dẫn giải
Hàm vận tốc
Theo đồ thị thì xe bắt đầu tăng tốc lúc
Vậy từ lúc bắt đầu tăng tốc đến lúc đạt vận tốc cao nhất thì xe đã đi được một quãng đường dài 600m.
Bài 2: Một máy bay đang chuyển động thẳng đều trên mặt đất với vận tốc
Hướng dẫn giải
Đường thẳng
Ta hiểu rằng: Nguyên hàm của gia tốc
Tại thời điểm bắt đầu tăng tốc thì xem như
Suy ra
Vậy vận tốc máy bay đạt được khi bắt đầu phóng khỏi mặt đất là
Bài 3: Một viên đạn được bắn lên trời với vận tốc là 72 m/s bắt đầu từ độ cao 2m. Hãy xác định chiều cao của viên đạn sau thời gian 5s kể từ lúc bắn.
Hướng dẫn giải
Ta có vận tốc của viên đạn tại thời điểm t là
Do
Độ cao của viên đạn tại thời điểm t là
Vì
Vậy sau khoảng thời gian 5s kể từ lúc bắn, viên đạn ở độ cao
Bài 4 : Một vật chuyển động chậm dần với vận tốc
Hướng dẫn giải:
Vật chuyển động chậm dần cho đến khi dừng hẳn thì
Quãng đường vật đi được từ giây thứ 13 đến giây thứ 16 là
Bài 5 : Một vật chuyển động với gia tốc
Hướng dẫn giải:
Vận tốc của vật tại thời điểm t được tính theo công thức
Vì vận tốc ban đầu (lúc
Vận tốc của vật chuyển động tại giây thứ 10 là
Bài 6 : Một xe mô tô phân khối lớn đang chạy với vận tốc 10m/s thì tăng tốc với gia tốc
Hướng dẫn giải:
Xe mô tô tăng tốc với gia tốc
Vận tốc ban đầu (tại thời điểm
Mặt khác, đạo hàm của quãng đường s(t) chính là vận tốc v(t) của xe chuyển động tại thời điểm t. Suy ra, quãng đường đi được của xe sau 10s đầu tiên bằng tích phân của hàm
Bài 7 : Một xe ô tô chuyển động với vận tốc tại giây thứ t là
Hướng dẫn giải:
Nguyên hàm của vận tốc
Bài 8 : Vận tốc chuyển động của máy bay là
Hướng dẫn giải:
Quãng đường đi được của máy bay từ giây thứ 4 đến giây thứ 10 bằng tích phân của hàm vận tốc
...
--(Nội dung đầy đủ, chi tiết vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)--
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Ứng dụng tích phân giải bài toán về tăng trưởng, phát triển. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
Chúc các em học tập tốt!
Thảo luận về Bài viết