2.设一质点以速度 =2t+1(m/s) 做直线运动,求该质点运动开始后5s内所产生-|||-的位移,

题目解答
答案

解析
本题考查的知识点是利用定积分求变速直线运动的位移。解题思路是根据位移与速度的关系,位移等于速度函数在时间区间上的定积分,通过对给定的速度函数进行积分运算,再代入时间区间的上下限,即可求出质点在该时间段内的位移。
已知质点的速度函数为$v = 2t + 1$,根据定积分的物理意义,质点在时间区间$[0,5]$内的位移$S$为速度函数$v(t)$在该区间上的定积分,即$S=\int_{0}^{5}(2t + 1)dt$。
根据定积分的运算法则$\int_{a}^{b}(f(x)+g(x))dx=\int_{a}^{b}f(x)dx+\int_{a}^{b}g(x)dx$,可得:
$S=\int_{0}^{5}(2t + 1)dt=\int_{0}^{5}2tdt+\int_{0}^{5}1dt$
对于$\int_{0}^{5}2tdt$,根据定积分公式$\int_{a}^{b}x^n dx=\frac{1}{n + 1}x^{n + 1}\big|_{a}^{b}$($n\neq -1$),这里$n = 1$,则$\int_{0}^{5}2tdt=2\times\frac{1}{2}t^2\big|_{0}^{5}=t^2\big|_{0}^{5}$。
将上限$5$和下限$0$代入$t^2$可得:$t^2\big|_{0}^{5}=5^2 - 0^2 = 25$。
对于$\int_{0}^{5}1dt$,同样根据定积分公式,$\int_{0}^{5}1dt=t\big|_{0}^{5}$。
将上限$5$和下限$0$代入$t$可得:$t\big|_{0}^{5}=5 - 0 = 5$。
所以$S=\int_{0}^{5}2tdt+\int_{0}^{5}1dt=25 + 5 = 30(m)$。