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§2 第二型曲线积分
教学目的 掌握第二型曲线积分的定义,性质和计算公式.
教学要求
(1)掌握第二型曲线积分的定义和计算公式,了解第一、二型曲线积分的差
别.
(2)了解两类曲线积分的联系.
教学建议
(1) 要求学生必须掌握第二型曲线积分的定义和计算公式.
(2) 两类曲线积分的联系有一定的难度,可要求较好学生掌握,并布置这方
面习题.
教学程序
一、第二型曲线积分的定义:
A B
(一)、力场 沿平面曲线 从点 到点 所作的功:
F(x,y) P(x,y) , Q(x,y) L
一质点受变力F(x,y)的作用沿平面曲线 运动,当质点从 之一端点A 移动
C C
到另一端B 时,求力F(x,y)所做功W.
大家知道,如果质点受常力 F 的作用沿直线运动, 位移为s.那末这个常力
所做功为 W=||F||||s||cos , 其中||F||.||s||分别表示向量(矢量)的长
度, 为F 与S 的夹角.
现在问题的难度是质点所受的力随处改变,而所走路线又是弯弯曲曲.怎么
办呢?还是用折线逼近曲线和局部一常代变的方法来解决它(微分分析法).
为此,我们对有向曲线 作分割T {A ,A ,,A ,A },即在AB 内插入
C
0 1 n1 n
n-1 个分点M ,M ,,M ,与A=M ,BM 一起把曲线分成n 个有向小曲线段
1 2 n1 0 n
M M (i=1,2,……,n),以 记为小曲线段M M 的弧长. .
Si max{Si}
i1 i i1 i
设力F(x,y)在x 轴和y 轴方向上的投影分别为 P(x,y)与Q(x,y),即
F(x,y)=(P(x,y),Q(x,y))=P(x,y)i+Q(x,y)j,
M (x ,y ).M (x ,y ), x x x ,y y y C
由于 记 和 =((x,y))
i1 i1 i1 i i i i i i1 i i i1 m
i1
i
从而力F(x,y)在小曲线段M M 上所作的功
i1 i
C = P( ) +Q ( ) ,
W F( , ) , x , y
i i m i j i i j i
i1
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