一个重为G的小环B套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一个劲度系数为k,自然长度为L(L<2R)的轻质弹

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-21
一个重为G的小环套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一个劲度系数为k,自然长度为L(L<2R)的轻弹簧,其


根据弹力的方向建立平行四边形
弹簧收缩,弹力方向AD。命名F
轨道弹力垂直圆弧切线,离开半径方向AB.命名N
F与N的合力与重力平衡

利用相似性关系:
F/AE=G/R=N/R
因此
N=G
Cosθ=(AE/2)/R
=AE/2R
=F/2G
=KX/2G
=K(AE-L)/2G
AE=2RCosθ
带入
Cosθ=KL/(2KR-2G)

由于小环静止在如图中,弹簧只有提供拉力才能满足,所以以小环为研究对象,分析受力情况,如图.根据平衡条件得知,大圆环对小环的支持力N和弹簧的弹力F的合力与重力大小相等,方向相反,G′=G,根据三角形相似:NR=mgR得:N=mg;根据△G′NB∽△ABO得:FG=ABAO又AB=2Rcosθ,AO=R,得弹簧的弹力为:F=2mgcosθ根据胡克定律:F=K(2Rcosθ-L0),得:L0=2cosθ(Rk?mg)k故答案为:mg,2cosθ(Rk?mg)k

圆环法向方向肯定可以平衡,关键看切向方向,考虑切向分力。分析可知,弹簧一定要往上拉才能平衡,所以
弹簧的力为k*(2R*cos(\theta)-L),切向分力为k*(2R*cos(\theta)-L)*sin(\theta)
重力切向分力为:G*sin(2\theta)
二力平衡可以求解
k*(2R*cos(\theta)-L)*sin(\theta)=G*sin(2\theta)
其中必然有一个解是0
另外一个解求出来之后,要求满足2R*cos(\theta)-L>0否则不是合理解





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    答:圆环法向方向肯定可以平衡,关键看切向方向,考虑切向分力。分析可知,弹簧一定要往上拉才能平衡,所以 弹簧的力为k*(2R*cos(\theta)-L),切向分力为k*(2R*cos(\theta)-L)*sin(\theta)重力切向分力为:G*sin(2\theta)二力平衡可以求解 k*(2R*cos(\theta)-L)*sin(\theta)=...
  • 如图所示,一重力G为的小球套在竖直放置,半径为R的光滑大圆环上,一劲...
    答:如图,对小球受力分析,有G,F弹,N,设弹簧与竖直方向夹角θ 因为△BAC∽△CDE 所以CD=GE 即G=N 又因为三力平衡 所以G,N在CE方向上的分力和等于F弹 即G•cosθ N•cosθ=F弹 2G•cosθ=F弹 再算F弹 因为△ABC是等腰三角形 易得BC=2R•cosθ 所以弹簧变化量...
  • 如图所示,一个重为G的小环套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一个...
    答:由受力分析图可知,△AOB∽△BCD AO=BO=R 所以BC=CD,即FN=mg T=2mgcosθ---(1)又T=K(AB-L)---(2)AB=2Rcosθ---(3)(2)(3)代入(1)得 k(2Rcosθ-L)=2mgcosθ 2R*cosθ-2mgcosθ/k=L cosθ=L/2(R-mg/k)请及时给予采纳。有问题另行提问。我会随时帮助你。祝你成功...
  • 一个重为G的小环套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上
    答:显然,当小环处于大圆环的最高点和最低点的时候,弹簧的对小环的力,大圆环对小圆环的弹力,和小环的重力都在竖直方向,故三立平衡,可以静止,于是弹簧与竖直方向的夹角为0的时候,小环可以静止 在夹角非0的情况我稍后补上
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    答:(1) (2) 试题分析:受力分析如下图 小球受自身重力 ,圆环弹力 和弹簧弹力 ,根据几何关系重力和圆环弹力与弹簧弹力的夹角均为 。根据几何关系可得 ,根据平行四边形几何关系合力即弹簧弹力 根据圆环内的弦长即弹簧长度 ,根据胡克定律 解得 ...
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    答:以小环为研究对象,分析受力情况,如图.根据平衡条件得知,大圆环对小环的支持力N和弹簧的弹力F的合力与重力大小相等,方向相反,G′=G,根据三角形相似:NR=mgR得:N=mg;根据△G′NB∽△ABO得:FG=ABAO又AB=2Rcosθ,AO=R,得弹簧的弹力为:F=2mgcosθ根据胡克定律:F=K(2Rcosθ-L),...
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    答:以小环为研究对象,分析受力情况,如图.根据平衡条件得知,大圆环对小环的压力N和弹簧的弹力F的合力与重 力大小相等,方向相反,G′=G,根据△G′NB ∽ △ABO得: F G = AB AO 又AB=2Rcosθ,AO=R,弹簧的弹力为:F=k(2Rcosθ-L)代入得: k(2Rcosθ-L) ...
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    答:解:以小圆环为研究对象,其受力如图所示,根据共点力的物体平衡条件和相似三角形可得: F=k(AB-L) 由三角关系知:cosθ= 联立解得:cosθ=
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    答:如图所示,一个小环套在竖直放置的光滑圆环形轨道上做圆周运动,小环从最高点a滑倒最低点b的过程中,其线速度大小的平方随下落高度变化图像可能是下列四个图中的哪一个?... 如图所示,一个小环套在竖直放置的光滑圆环形轨道上做圆周运动,小环从最高点a滑倒最低点b的过程中,其线速度大小的平方随下落高度变化图像可...
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    答:受力分析,圆环受竖直向下的重力G,沿着橡皮绳指向最高点的弹力F,以及圆环对小圆环的支持力N,该支持力沿着圆心和小圆环的连线方向指向外侧 设支持力与水平方向的夹角为α,根据一系列运算,可以算出α=90°-2θ 由于静止,对此进行正交分解,水平方向上,则有Ncos(90°-2θ)=Fsinθ,则N=Fsinθ...