践行者初中物理力学典题详解第145题
11.如图所示,三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连.向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长,下列判断错误的是( )
A.甲球的重力小于它受到的浮力
B.乙球的重力等于它受到的浮力
C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为
ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为
F甲>F乙>F丙
解析:1由题意可知:V甲=V乙=V丙=V,
且知甲、乙、丙都浸没在水中,
所以V甲排=V乙排=V丙排=V,
所以三球所受的浮力相等,
即F甲=F乙=F丙=ρ水gV,
所以D错误,但是正确选项;
2由题意可知,待水和球都稳定后,
乙球下方弹簧长度等于原长,
则可知弹簧对小球的弹力TB=0,
对乙球进行受力分析,
可知它在竖直方向共受到以下两个力:
①方向竖直向下,乙球的重力G乙,
②云向竖直向上,水对乙球的浮力F乙,
由平衡条件可知:F乙=G乙,
所以B项正确,但不选择;
3对照乙球下的弹簧,待水和球都稳定后,
甲球下的弹簧处于拉伸状态,
则弹簧对甲球有一个向下的拉力F拉,
丙球下的弹簧处于压缩状态,
则弹簧对丙球有一个向上的支持力F支;
①对甲球进行受力分析,
可知它共受到以下三个力:
ⅰ方向竖直向下,甲球的重力G甲,
ⅱ方向竖在向上,水对甲球的浮力F甲,
iii方向竖直向下,弹簧对尹球的拉力F拉,
由平衡条件可知:
F甲=G甲+F拉,
所以G甲<F甲,
所以A正确,但不选择;
②对丙球进行受力分析,
可知它共受到以下三个力:
ⅰ方向竖直向下,丙球的重力G丙,
ⅱ方向竖在向上,水对丙球的浮力F丙,
iii方向竖直向上,弹簧对丙球的支持力F支,
由平衡条件可知:
G丙=F乙+F拉,
所以G丙>F乙;
综上可知:G丙>G乙>G甲,
所以m丙>m乙>m甲,
又V丙=V乙=V甲,
所以ρ丙>ρ乙>ρ甲,
所以C正确,但不选择。
综上:所选答案为D。
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