题目
8 求质点在力F=x^2i-xyj的作用下沿着曲线L:x=cost,y=sint从点A(1,0)移动到点B(0,1)时所做的功.
8 求质点在力$F=x^{2}i-xyj$的作用下沿着曲线L:x=cost,y=sint从点A(1,0)移动到点B(0,1)时所做的功.
题目解答
答案
将曲线参数化为 $ x = \cos t $,$ y = \sin t $,其中 $ t $ 从 $ 0 $ 到 $ \frac{\pi}{2} $。
力场 $ F = x^2 \mathbf{i} - xy \mathbf{j} $ 对应 $ P = x^2 $,$ Q = -xy $。
计算微分:$ dx = -\sin t \, dt $,$ dy = \cos t \, dt $。
代入功的公式:
\[
W = \int_0^{\frac{\pi}{2}} \left[ \cos^2 t \cdot (-\sin t) + (-\cos t \sin t) \cdot \cos t \right] \, dt = \int_0^{\frac{\pi}{2}} -2 \cos^2 t \sin t \, dt.
\]
令 $ u = \cos t $,则 $ du = -\sin t \, dt $,积分变为:
\[
W = \int_1^0 2 u^2 \, du = 2 \left[ \frac{u^3}{3} \right]_1^0 = -\frac{2}{3}.
\]
**答案:** $\boxed{-\frac{2}{3}}$