advanced mathmatics~~~高等数学】做功问题~~~老师的做法,有无瑕疵和错误?

2025-03-29 08:49:21
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回答1:

不知你是否完全理解了图中的解题思路,式子不是凭空想象地列出来的,而是有理有据地分析出来的——表现为定积分式子的每一部分都可以对应到图中去。所以:
1、你画的第一副示意图只是水下部分做功的计算原理。微元所在位置x距离液面x=R的距离R-x,换句话说,x处的微元要运动R-x的距离才到达液面,接下来进入冲出水面后的做功环节。这也正是dW1中因式R-x的由来。
2、冲出水面后的计算原理图与图1极为类似,只要将液面移到x=-R位置即可,因为此时已经冲出水面了。此时位置x的微元从x=-R处运动到了x,所以运动了x-(-R)=x+R的距离。这正是dW2中因式R+x的由来。
现在思路是否理顺——x处的微元在水下运动了R-x,在水上运动了R+x,那么一共运动了2R的距离,完全与宏观运动位移吻合!
而你的理解的错误之处也很明显了,积分变量x表示微元的位置,那么积分限[-R, R]只是给出了球占据的空间位置,水下占据[-R, R]区间,水上依然占据[-R, R]空间。此区间与微元运动距离并无关系。