例題:如圖所示,
帶孔物塊A穿在豎直固定的細杆上,不可伸長的輕質柔軟細繩一端連接物塊A,另一端跨過輕質定滑輪連接物塊B,用手将物塊A向上移動到與定滑輪等高處由靜止釋放後,兩物塊開始在豎直方向上做往複運動。已知物塊A的質量為m,物塊B的質量為2m,定滑輪到細杆的距離為L,細繩的長度為2L,重力加速度大小為g,忽略一切阻力,定滑輪大小不計,兩物塊均可視為質點,求:
(1)物塊B與定滑輪間的最小距離d;
(2)物塊A、B處于同一高度時系統的總動能Ek;
(3)物塊A、B的總動能最大時物塊B的動能EkB。
在物理方面就是系統機械能守恒方面的應用,并沒有什麼難點,本題難點是數學求極值。
☞轉化為數學問題
求:(sinθ-2)/cosθ的極值
在考試中,由于高度緊張,一時想不到什麼好辦法,就用最簡單粗暴的方法,那就是求導。
方法一:求導法
分數的導數的求法:
(U/V)'=(U'V-UV')/(V²)
(sinθ-2)/cosθ的導數是:
〔cos²θ-(sinθ-2)(-sinθ)〕
/cos²θ
導數為零,則分子為零,
即1-2sinθ=0,sinθ=1/2,θ=30°。
方法二:利用斜率
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