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如图,一质量分布均匀、重为80N的铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点,轻杆的延长线过球心O,轻杆AB的长度是铁球半径的三分之二,在铁球上施力,可以使铁球绕B点转动,要使

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如图,一质量分布均匀、重为80N的铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点,轻杆的延长线过球心O,轻杆AB的长度是铁球半径的三分之二,在铁球上施力,可以使铁球绕B点转动,要使铁球刚好离开墙壁,施加在铁球上的力至少为___N,请在图中画出此力的示意图.
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▼优质解答
答案和解析
铁球的重力G=80N;
由图知,当力F作用在球的下边缘,且与通过AB的直径垂直时,动力臂最长,其受力图如图所示:
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把整体看做一个杠杆,支点在B点,由图知,球的重力方向竖直向下,力臂为LG,由图知:LG=R;
F的力臂等于杆的长度与球的直径之和,则LF=
2
3
R+2R=
8
3
R;
根据杠杆的平衡条件:G•LG=F•LF
代入数据:80N×R=F×
8
3
R,
解得F=30N;
故答案为:30;见上图;
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