题目内容
一轻弹簧的一端固定在容器底部,另一端与密度小于水的木球相连.容器内盛水使木球浸没在水中,容器、木球都静止时,弹簧伸长量为x,如图4所示.如果整个容器做自由落体运动,在运动过程中,弹簧的伸长量为x′,试比较x′与x的大小.
当容器、木球都静止时,小球受到重力mg、弹力kx和浮力ρ水gV,这三个力的合力为零,即mg+kx=ρ水gV,mg=ρ木gV,因ρ木<ρ水,所以x=(ρ水-ρ木)gV/k.
当容器自由下落时,其加速度a = g,液体对小球的浮力为ρ水V(g-a)=0.
只有重力和弹力使小球产生加速度,即kx′+mg=ma=mg,解得x′=0.
这表明,此时液体对木球的浮力为零,木球处于完全失重状态,弹簧没有形变.
【试题分析】
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