题目内容

(2012?浦东新区一模)如图所示,重为G的匀质直角三角形薄板ABC,AB边长为L,∠BAC=θ,A为光滑的固定转动轴.现用垂直于AB边的力F作用在B端,使薄板的AB边处于水平方向且平衡,则三角形薄板的重心距离转动轴A的水平距离为
FL
G
FL
G
.如果要求维持上述平衡状态的作用力最小(力的作用点和方向均可以改变),则该最小作用力为
Fcosθ
Fcosθ
分析:根据力矩平衡求出三角形薄板的重心距离转动轴A的水平距离.当作用力的力臂最大时,作用力最小.
解答:解:根据力矩平衡有:FL=Gx,则重心距离转动轴A的水平距离x=
FL
G

当力臂最大时,作用力最小,即F作用在C点,且与AC垂直,此时力臂最大,作用力最小,
F′
L
cosθ
=Gx=FL
,解得F′=Fcosθ.

故答案为:
FL
G
,Fcosθ.
点评:解决本题的关键掌握力矩平衡,以及知道力臂最长时,作用力最小.
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