【題目】如圖,有一個(gè)長(zhǎng)方體形狀的敞口玻璃容器,底面是邊長(zhǎng)為20cm的正方形,高為30cm,內(nèi)有20cm深的溶液.現(xiàn)將此容器傾斜一定角度(圖),且傾斜時(shí)底面的一條棱始終在桌面上(圖均為容器的縱截面).

1)要使傾斜后容器內(nèi)的溶液不會(huì)溢出,角的最大值是多少?

2)現(xiàn)需要倒出不少于的溶液,當(dāng)時(shí),能實(shí)現(xiàn)要求嗎?請(qǐng)說明理由.

【答案】1)要使傾斜后容器內(nèi)的溶液不會(huì)溢出,的最大值是45°(2)不能實(shí)現(xiàn)要求,詳見解析

【解析】

1)當(dāng)傾斜至上液面經(jīng)過點(diǎn)B時(shí),容器內(nèi)溶液恰好不會(huì)溢出,此時(shí)最大.

2)當(dāng)時(shí),設(shè)剩余的液面為,比較60°的大小后發(fā)現(xiàn)上,計(jì)算此時(shí)倒出的液體體積,比小,從而得出結(jié)論.

1)如圖,當(dāng)傾斜至上液面經(jīng)過點(diǎn)B時(shí),容器內(nèi)溶液恰好不會(huì)溢出,此時(shí)最大.

解法一:此時(shí),梯形的面積等于

因?yàn)?/span>,所以,,

,解得,

所以,要使傾斜后容器內(nèi)的溶液不會(huì)溢出,的最大值是45°

     、

解法二:此時(shí),的面積等于圖中沒有液體部分的面積,即

因?yàn)?/span>,所以

,即

解得,

所以,要使傾斜后容器內(nèi)的溶液不會(huì)溢出,的最大值是45°

2)如圖,當(dāng)時(shí),設(shè)上液面為,因?yàn)?/span>,所以點(diǎn)F在線段上,

      、

此時(shí),,,

剩余溶液的體積為,

由題意,原來溶液的體積為,

因?yàn)?/span>,所以倒出的溶液不滿

所以,要倒出不少于的溶液,當(dāng)時(shí),不能實(shí)現(xiàn)要求.

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1)要使傾斜后容器內(nèi)的溶液不會(huì)溢出,角的最大值是多少?

2)現(xiàn)需要倒出不少于的溶液,當(dāng)時(shí),能實(shí)現(xiàn)要求嗎?請(qǐng)說明理由.

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