如图所示,小圆环重G,固定的竖直大环的半径为R。轻弹簧原长为L(L<2R)其倔强系数为K,接触面光滑,求小环静止弹簧与竖直方向的夹角θ?

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 力的分解/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,小圆环重G,固定的竖直大环的半径为R。轻弹簧原长为L(L<2R)其倔强系数为K,接触面光滑,求小环静止弹簧与竖直方向的夹角θ?

◎ 答案

cosφ = ,φ = arcos

◎ 解析

小球受力如图所示,有竖直向下的重力G,弹簧的弹力F
圆环的弹力N,N沿半径方向背离圆心O.
利用合成法,将重力G和弹力N合成,合力F应与弹簧弹力F平衡,观察发现,图中力的三角形△BCD与△AOB相似,设AB长度为l由三角形相似有:
=  = ,即得F =
另外由胡克定律有F = k(l-L),而l = 2Rcosφ
联立上述各式可得:cosφ = ,φ = arcos
   

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,小圆环重G,固定的竖直大环的半径为R。轻弹簧原长为L(L<2R)其倔强系数为K,接触面光滑,求小环静止弹簧与竖直方向的夹角θ?…”主要考查了你对  【力的合成】,【力的分解】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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