Question

如图所示，浸没在水中的小球固定在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定在容器的底部，设小球的密度为ρ_球，水的密度为ρ_水．当容器由静止自由下落后，弹簧长度的变化情况是（ ）
（1）若ρ_球=ρ_水，则弹簧长度不变
（2）若ρ_球＞ρ_水，则弹簧的长度变长
（3）若ρ_球＜ρ_水，则弹簧的长度变短
（4）不论ρ_球、ρ_水大小怎样，弹簧长度都会改变．
A．（1）（2）（3）
B．（2）（4）
C．（3）（4）
D．（2）（3）（4）

Answer 1

【答案】分析：浮力的本质是液体的压力差，而液体压力又由液体的重力引起的，因此当容器自由下落是液体处于完全失重状态，所以液体对球的浮力将消失；其次容器下落后做自由落体运动；故弹簧要恢复原长．
解答：解：（1）若ρ_球=ρ_水，初始时浮力等于球的重力，弹簧弹力为零．当自由下落时浮力消失，球作自由落体运动，加速度就是g，合力为mg，所以弹力仍为零，故正确；
（2）若ρ_球＞ρ_水，初始时浮力小于重力，弹簧弹力向上，弹簧压缩．当自由下落时浮力消失，球作自由落体运动，合力变为mg，弹簧弹力变为零，所以弹簧会变长，故正确；
（3）若ρ_球＜ρ_水，初始时浮力大于重力，弹簧弹力向下，弹簧拉伸．当自由下落时浮力消失，球作自由落体运动，合力变为mg，弹簧弹力变为零，所以弹簧会变短，故正确；
（4）综上，自由下落后，弹簧要恢复原长，故错误；
故选A．
点评：本题关键明确浮力产生的实质，明确自由落体后，弹簧要恢复原长，不难．