EJU 2008 年第 2 回 物理 第 4 题

设列车向右加速度为a。在列车系中，单位质量受到向下的重力g以及向左的惯性加速度a，合成的有效重力指向左下。车内空气的压强沿这个方向增加，故空气对气球的浮力指向右上。

体积V、气体密度ρ的气球，其重力与惯性力合力为 $\rho V(-a,-g)$；浮力为 $-\rho_0V(-a,-g)$。两者相加为

A、B比空气重，合力指向左下，天花板的绳向右上拉，气球因而偏在固定点左侧。C比空气轻，合力指向右上，地板的绳向左下拉，气球偏在固定点右侧。

各气球的水平与竖直合力大小之比都为a/g，所以绳的倾角满足 $\tan\theta=a/g$。ρ的差别只影响张力大小，三角相等。