如图所示,长为1.2m的轻质杆OA可绕竖直墙上的O点自由转动,A端挂有G=8N的吊灯.现用长为0.8m的细绳,一端固定在

如图所示,长为1.2m的轻质杆OA可绕竖直墙上的O点自由转动,A端挂有G=8N的吊灯.现用长为0.8m的细绳,一端固定在墙上C点,另一端固定在杆上B点,而使杆在水平位置平衡.试求OB为多长时绳对杆的拉力最小,最小拉力为多少?
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开处 幼苗

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解题思路:过点O作OD⊥CB,由物理上的杠杆平衡条件知F=G×[OA/OD],则当OD最大时F最小,在Rt△OCB中,用CD表示出OD,为OD2=0.8CD-CD2,由二次函数的性质,可求得OD的最大值,代入数据即可求得最小有力F.

过点O作OD⊥CB,D为垂足.
由杠杆的平衡条件,有G•OA=F•OD,即F=G×[OA/OD]①.
①式中的G和OA均为恒量,当OD最大时F最小,
又在Rt△OCB中,OD2=CD•BD=CD(0.8-CD)=0.8CD-CD2②.
当CD=−
0.8
−2=0.4(m)时,OD最大,
即OD2最大=
−4×1×0−0.82
4×(−1)=0.16(m)2
∴OD最大=0.4m.
此时,△OBD为等腰直角三角形,OB=
2BD=0.4×
2≈0.57(M).
将G=8N,OA=1.2m,OB≈0.57m,代入①式,
得F=24N.
因此,当OB约为0.57m时细绳的拉力最小,最小拉力为24N.

点评:
本题考点: 二次函数的应用.

考点点评: 本题利用了二次函数的性质来求二次函数的最值,与物理知识结合,要知道杠杆的平衡条件,才能找到影响力的因素.

1年前

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