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怎样用微分方程解决实际问题?

列车在平直线路上以20米每秒的速度行驶,当制动时列车获得加速度-0.4米每平方秒。问开始制动后多少时间列车才能停住以及列车在这段时间里行驶了多少路程?今天小编就来跟大家介绍一下它的求法。

怎样用微分方程解决实际问题?

操作方法

(01)设列车在开始制动后t秒时行驶了s米,根据题意,反映制动阶段列车运动规律的函数s=s(t)应满足如下图所示的关系式。

怎样用微分方程解决实际问题? 第2张

(02)此外未知函数s(t)还应满足下列条件。

怎样用微分方程解决实际问题? 第3张

(03)把步骤一中的式子两端进行积分。

怎样用微分方程解决实际问题? 第4张

(04)然后再对上述式子积分一次,可以得到s=-0.2t2+C1t+C2,其中C1,C2是任意常数。

怎样用微分方程解决实际问题? 第5张

(05)再把条件t等于零时,v=20代入步骤三中的式子。

怎样用微分方程解决实际问题? 第6张

(06)然后把条件t等于零时,s=0代入步骤四中的式子。

怎样用微分方程解决实际问题? 第7张

(07)接着把C1,C2的值代入上式。

怎样用微分方程解决实际问题? 第8张

(08)令v等于0,得到列车从开始制动到完全停止所需的时间t为50秒。

怎样用微分方程解决实际问题? 第9张

(09)再把t=50带入上式,可得列车在自动阶段行驶的路程为500米。

怎样用微分方程解决实际问题? 第10张
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