Question

一道物理题受力分析（配图）

如图所示，小圆环重G，固定的竖直大环半径为R，轻弹簧原长为L（L<R）其倔强系数为k，接触面光滑，求小环静止时弹簧与竖直方向的夹角为？

Answer 1

如图所示。小球受力平衡，由此得弹力F=2mgcos
θ、、、、、、、（1）
弹簧长度AC=2Rcos
θ
F=kX=k(AC-L)=k(2Rcos
θ-L)、、、、、（2）
由上二式得cos
θ
=kL/2(kR-mg)
小环静止时弹簧与竖直方向的夹角为θ=arccos[kL/2(kR-mg)]