高中物理

为了描述方便，弹簧的固定点称为A，圆心称为O，球的平衡点称为b。

很明显，此时球上圆环的力N方向是沿径向向外的。

根据几何关系，G，F，N，F，N组成的力三角形类似于三角形AOB。

AOB是等腰三角形，AO = BO =R r .根据正弦定理

g/sinβ= kx/sin(180-2β)= kx/sin(2β)...力三角中的1。

在AOB中，有r/sinβ=(L+X)/sin(180-2β))=(L+X)/sin(2β)...2.

比较两个公式，得到G/R = kx/(L +x)，x = GL/(kR-G)。因为X大于等于零，所以要求G≤kR，而题目中给出的条件是Mg ≤ 1/2K (2R-L) = KR-0.5KL，所以必须成立G≤kR才能满足题目的要求。

将X带入1公式，化简得到cosβ = kL/2(kR-G)。

所以角度β = arccoskL/2(kR-G)