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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...

manfen5.com 满分网如图所示,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,水的密度为ρ.当容器由静止自由下落后,弹簧长度的变化情况是( )
(1)若ρ,则弹簧长度不变
(2)若ρ>ρ,则弹簧的长度变长
(3)若ρ球<ρ,则弹簧的长度变短
(4)不论ρ、ρ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)
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. 【解析】 (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.
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考点分析:
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(1)开始运动后经过多长时间A、B发生第一次碰撞;
(2)第一次碰撞碰后的速度vA和vB
(3)通过计算判断A、B最后能否同时停止运动?若能,则经过多长时间停止运动?若不能,哪一个先停止运动?
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