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如图.重为10N的匀质球.半径R为6cm.放在墙与均匀的AB木板之间.A端锁定并能转动.B端用水平绳索BC拉住.板长AB=20cm.与墙夹角为α.如果不计木板的重量.则α为何值时.绳子拉力最小?最小值

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:47:54分类:高中数学题库

如图,重为10N的匀质球,半径R为6cm,放在墙与均匀的AB木板之间,A端锁定并能转动,B端用水平绳索BC拉住,板长AB=20cm,与墙夹角为α,如果不计木板的重量,则α为何值时,绳子拉力最小?最小值是多少?在线课程解:如图:设木板对球的支持力为,则=
设绳子的拉力为
又AC=20cosα,AD=
由动力矩等于阻力矩得×20cosα=×=
=
=

==12,
∴当且仅当 cosα=1-coaα 即cosα=,亦即 α=60°时, 有最小值12N.
分析:先求出木板对球的支持力为,由动力矩等于阻力矩解出绳子的拉力为 ,再利用基本不等式求出 的最小值.
点评:本题考查向量在物理中的应用,基本不等式ab≤的应用,体现了数形结合的数学思想.

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