题目内容
【题目】质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为
L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环. 一恒定外力作用于杆上，使杆与环一起在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动， 此时环恰好悬于A端的正下方，如图所示.已知重力加速度为g，忽略空气阻力影响.
【1】求此状态下杆的加速度大小a
【2】作用在杆上的外力的大小和方向
【答案】
【1】 
【2】 
，方向与水平方向成 
角斜向右上方
【解析】
（1）以环为研究对象，由正交分解法，根据牛顿第二定律求解加速度；
（2）对整体研究，由正交分解法，根据牛顿第二定律求解外力的大小和方向．
【1】对环受力分析如图所示：
设绳子的拉力大小为
，根据牛顿第二定律得：
竖直方向：
水平方向：
解得：
【2】设外力大小为F，方向与水平方向成
角斜向右上方
对整体：由牛顿第二定律得：
水平方向：
竖直方向：
联立得：
，
，即外力方向与水平方向夹角为斜向右上方
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