急!!高中物理杠杆问题求解!!

如图所示,长1m的轻杆OA可绕过O端的水平轴转动,在A端挂一质量为m的物体,现将长1m的轻绳系于杆上某点B,另一端系于墙上,并使杆处于水平位置,要使绳子拉力最小,OB的长度为多少?此时拉力的大小为多少?

答案是:0.71m ;2mg

设BC与杆夹θ角
Xob=L*cosθ
过O作BC垂线,垂足为D
Xod=Xob*sinθ=L*(cosθ)*(sinθ)=(L/2)*sin(2θ)
(这是数学中的二倍角公式)
杠杆平衡:
mg*Loa=F*Xod
F=(mg*Loa)/{(L/2)*sin(2θ)}
=2mg/{sin(2θ)}

当sin(2θ)=1时,分母最大,F最小。

这时,θ=45°,F=2mg,
OB距离Xob=L*cosθ=(√2)/2≈0.71m
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