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在必修第一册中,我们研究了函数的单调性,并利用函数单调性等知识定性地研究了一次函数、指数函数、对数函数增长速度的差异,知道“对数增长”是越来越慢的,“指数爆炸”比“直线上升”快得多.进一步地,能否精确定量地刻画变化速度的快慢呢?下面我们就来研究这个问题.
问题探究
直觉告诉我们,运动员从起跳到入水的过程中,在上升阶段运动得越来越慢,在下降阶段运动得越来越快.我们可以把整个运动时间段分成许多小段,用运动员在每段时间内的平均速度 近似地描述他的运动状态.
例如,在0≤ ≤0.5这段时间里, = 0.5 (0)0.5 0=2.35(m/s);
在1≤t≤2这段时间里, = 2 (1)2 1= 9.9(m/s).
一般地,在 1≤ ≤ 2这段时间里,
= 2 ( 1) 2 1= 4.9( 1+ 2)+4.8.
在一次高台跳水运动中,某运动员在运动过程中的重心相对于水面的高度 (单位:m)
与起跳后的时间 (单位:s)存在函数关系 ( )= 4.9 2+4.8 +11.
如何描述运动员从起跳到入水的过程中运动的快慢程度呢?
思考:计算运动员在0≤ ≤4849这段时间里的平均速度,你发现了什么?你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗?
我们发现,运动员在0≤ ≤4849这段时间里的平均速度为0.显然,在这段时间内,运动员并不处于静止状态.因此,用平均速度不能准确反映运动员在这一时间段里的运动状态. 为了精确刻画运动员的运动状态,需要引入瞬时速度的概念. 我们把物体在某一时刻的速度称为瞬时速度.
探究:瞬时速度与平均速度有什么关系?你能利用
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