解题思路:利用雪堆融化速度列出微分方程,求解即可得到雪堆半径和时间t的关系.根据初始条件确定常数后,即可求得融化时间.
雪堆体积的融化速率v=-
dV
dt=-
d(
1
2×
4
3πr3)
dt=-2πr2
dr
dt
由雪堆体积的融化的速率与半球面积S成正比比例系数K,可得:
v=-2πr2
dr
dt=KS=K
1
2×4πr2=2πKr2
-
dr
dt=K
r=-Kt+c,c为任意常数
根据半径为r0的雪堆在开始融化的3小时内,融化了其体积的[7/8],
可知
r=r0,t=0
r=
31-
7
8
r0=
3
1
8
r0=
1
2r0,t=3
所以,c=r0,K=
r0
6
所以,r=-
1
6r0t+r0=(1-
1
6t)r0
雪堆全部融化即r=0,则
(1-
1
6t)r0=0
1-
1
6t=0
t=6
即雪堆全部融化需要6小时.
点评:
本题考点: 微分方程的建立;微分在近似求值中的应用.
考点点评: 本题考查根据实际条件建立微分方程.需要明确微分方程中各因子之间的关系,尤其是变化方向问题.