Question

如圖所示，浸沒在水中的小球固定在輕質彈簧的一端，彈簧的另一端固定在容器的底部，設小球的密度為ρ_球，水的密度為ρ_水．當容器由靜止自由下落后，彈簧長度的變化情況是（　　）
（1）若ρ_球=ρ_水，則彈簧長度不變
（2）若ρ_球＞ρ_水，則彈簧的長度變長
（3）若ρ_球＜ρ_水，則彈簧的長度變短
（4）不論ρ_球、ρ_水大小怎樣，彈簧長度都會改變．

A、（1）（2）（3）

B、（2）（4）

C、（3）（4）

D、（2）（3）（4）

Answer 1

分析：浮力的本質是液體的壓力差，而液體壓力又由液體的重力引起的，因此當容器自由下落是液體處于完全失重狀態，所以液體對球的浮力將消失；其次容器下落后做自由落體運動；故彈簧要恢復原長．

解答：解：（1）若ρ_球=ρ_水，初始時浮力等于球的重力，彈簧彈力為零．當自由下落時浮力消失，球作自由落體運動，加速度就是g，合力為mg，所以彈力仍為零，故正確；
（2）若ρ_球＞ρ_水，初始時浮力小于重力，彈簧彈力向上，彈簧壓縮．當自由下落時浮力消失，球作自由落體運動，合力變為mg，彈簧彈力變為零，所以彈簧會變長，故正確；
（3）若ρ_球＜ρ_水，初始時浮力大于重力，彈簧彈力向下，彈簧拉伸．當自由下落時浮力消失，球作自由落體運動，合力變為mg，彈簧彈力變為零，所以彈簧會變短，故正確；
（4）綜上，自由下落后，彈簧要恢復原長，故錯誤；
故選A．

點評：本題關鍵明確浮力產生的實質，明確自由落體后，彈簧要恢復原長，不難．