求一道关于初中物理 杠杆的一道奥赛题

首先,我们要知道力矩,就是力和力臂的乘积
重力力臂已知L,重力G,所以重力力臂已知
杠杆平衡条件是力矩相等(平衡),所以绳子拉力的力矩等于重力与L乘积,这是一个定值
所以拉力最小时,根据反比例函数性质,拉力力臂最大,就是支点A到绳子BD垂线段(距离)最长,这时拉力最小
接下来如果想要细解,应该要用到积分中求导,初中题不做介绍,毕竟我初中时老师也不是用详细计算说理的
现在用极限法,假设AB=0,可以想象,绳子贴着墙,力臂为0
假设AB最大=L即绳长,可以想象,绳子紧贴杠杆,力臂也是0
类似于二次函数的思想,两头都是最小值,中间就是最大值,上面两种情况绳子和杠杆夹角从90度变成了0度,那么中间45度时就是最大值
此时角ABD=45度,BD=L,解三角形,解得A到BD距离是L/2
所以:F L/2=GL
所以F最小=2G

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