Question

一輕彈簧的一端固定在容器底部，另一端與密度小于水的木球相連.容器內(nèi)盛水使木球浸沒(méi)在水中，容器、木球都靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x，如圖4所示.如果整個(gè)容器做自由落體運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧的伸長(zhǎng)量為x′，試比較x′與x的大小.

Answer 1

當(dāng)容器、木球都靜止時(shí)，小球受到重力mg、彈力k_x和浮力ρ_水gV，這三個(gè)力的合力為零，即mg+kx=ρ_水gV，mg=ρ_木gV，因ρ_木<ρ_水，所以x=（ρ_水-ρ_木）gV/k.
當(dāng)容器自由下落時(shí)，其加速度a = g，液體對(duì)小球的浮力為ρ水V（g－a）=0.
只有重力和彈力使小球產(chǎn)生加速度，即kx′+mg=ma=mg，解得x′=0.
這表明，此時(shí)液體對(duì)木球的浮力為零，木球處于完全失重狀態(tài)，彈簧沒(méi)有形變.
【試題分析】