长L的绳子,一端拴着半径为r,重为G的球,另一端固定在倾角为a的光滑斜面的A点上,试求绳子中的张力
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好题!

以球心为原点,重力所在直线为y轴,建立直角坐标系

球受三个力:重力G, 支持力N(与y轴夹角为a), 拉力F(与x轴夹角为a-θ,其中sinθ=r/L),

球静止,建立平衡方程

y轴:Fsin(a-θ)+Ncosa=G.(1)

x轴:Fcos(a-θ)=Nsina .(2)

所以由(2)得:N=Fcos(a-θ)/sina,代人(1)得:

F=Gsina/[cos(a-θ)cosa+sin(a-θ)sina]

=Gsina/cos(a-θ+a)

=Gsina/cos(-θ)

=Gsina/cosθ

而cosθ=√(1-sin²θ)=√[1-(r/L)²]=√(L²-r²)/L

所以F=GLsina/√(L²-r²)

即绳子中的张力为GLsina/√(L²-r²)

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