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.