我也是当年搞过物理竞赛的,这题我也做过。我没看到图,所以只能自己想像了。
我认为,你的问题在于受力平衡分析。如果你认为你取的绳微元“位于球的最右部分”,则四个力方向如下:G向下,N向斜右上45度,水平方向2个拉力T,分别向前略偏左和向后略偏左。一般来说我们取G和N所在的平面做投影,这时,应该首先将两个拉力T合成为一个力!!!即合力F为2*Tsin(θ/2),θ为L对圆心所张的角度,θ=L/b,即有F=2*Tsin(θ/2)=Tθ=TL/b,这时,我们才有F、N、G三力平衡,用这里的F取代你的分析中的T,即有
∑F(G2,F2)=0.即G2=F2,即G=F,即
LMg/2πb=TL/b=π(根号2-1)RkL/b
有
k=Mg/2(根号2-1)π^2R=(根号2+1)Mg/2π^2R
如果再不懂再问。
这么说吧,我看到题后有一个大体的思路,由于重力不能忽略,所以绳子产生了弹力,因为有了弹力,所以产生了支持力,因为支持力不断地增大,所以物体才平衡。
所以说,你在分析T的时候让T和G2反方向,我感觉不太对,两个力是几乎垂直的,而且我们要用支持力来平衡重力而不是弹力,弹力对应的是支持力,然后支持力再去 平衡重力。你再想想。
给出图来