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如图所示,有n块密度均匀、完全相同的砖,长为L,采用如图的方法叠放在水平桌面上,使每一个砖压着下面的砖并伸出一部分,为使得砖块整体伸出桌面长度最大,则从上到下第2块砖在第3
题目详情
如图所示,有n块密度均匀、完全相同的砖,长为L,采用如图的方法叠放在水平桌面上,使每一个砖压着下面的砖并伸出一部分,为使得砖块整体伸出桌面长度最大,则从上到下第2块砖在第3块砖上能伸出的长度为___;第n块砖伸出桌面的长度为___.
▼优质解答
答案和解析
设一块砖的长度为L,砖质量分布均匀,形状规则,其重心在其几何中心;
(1)第1块砖的重心在距砖的右端
处,如图所示,第1块砖放在第2块砖上面,第2块砖的右端是第1块砖的支点,当第1块砖伸出的长度为
时,砖的重心恰好在支点上,第1块砖恰能平衡,如果砖伸出的长度大于
,砖将翻倒,不会平衡,因此第1块砖伸出的最大长度是砖长的
.
(2)第1与第2块砖组成的整体重心在它们的几何中心,第3块砖的右端是它们的支点,它们重心距第1块砖最右端的距离是
,如图所示,第1与第2块砖组成的整体重心距支点的距离为
-
=
,则第2块砖伸出的最大长度是砖长的
.
(3)第1、2、3三块砖组成的整体重心位置距第1块砖的距离是
,如图所示,第4块砖的右端是上面3块砖的支点,
第1、2、3块砖的重心距它们支点的距离是
-
=
,所以第3块砖伸出的最大长度是砖长的
.
(4)因此可得,第n块砖伸出的最大长度是砖长的
.
故答案为:
;
.
设一块砖的长度为L,砖质量分布均匀,形状规则,其重心在其几何中心;
(1)第1块砖的重心在距砖的右端
L |
2 |
L |
2 |
L |
2 |
1 |
2 |
(2)第1与第2块砖组成的整体重心在它们的几何中心,第3块砖的右端是它们的支点,它们重心距第1块砖最右端的距离是
3L |
4 |
3L |
4 |
L |
2 |
L |
4 |
1 |
4 |
(3)第1、2、3三块砖组成的整体重心位置距第1块砖的距离是
11L |
12 |
第1、2、3块砖的重心距它们支点的距离是
11L |
12 |
3L |
4 |
L |
6 |
1 |
6 |
(4)因此可得,第n块砖伸出的最大长度是砖长的
1 |
2n |
故答案为:
1 |
4 |
1 |
2n |
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