如图所示,台秤上有一装有水的烧杯,总质量为M,杯内有一轻质弹簧,弹簧上静置一个铁球(铁球与弹簧、弹簧与杯底均不拴接,不计水对铁球的阻力),已知铁球的质量为m,此时弹簧受到的压力为F
0
,当把弹簧撤去的一瞬间(不计这一瞬间水的扰动对铁球的影响,且不计弹簧重力),台秤的示数F和铁球的加速度分别为______
A.F=(M+n)g a=g
B.F=(M+m)g-F
0
a=g
C.
D.
A、
A
B、
B
C、
C
D、
D
【正确答案】
D
【答案解析】
未撤去弹簧时,对铁球进行受力分析,铁球受竖直向下的重力和弹簧对铁球竖直向上的弹力以及水对铁球竖直向上的浮力,铁球处于平衡状态,根据共点力的平衡可得mg=F0+F浮。当撤去弹簧的一瞬间,弹力消失,铁球只受浮力和重力,根据牛顿第二定律有mg-F浮=ma,可得。根据牛顿第三定律,铁球对水有一个竖直向下的力F',大小F'=F浮。对水和烧杯整体进行受力分析,整体受竖直向下的重力,竖直向上的台秤对烧杯的支持力F,以及竖直向下的力F',根据共点力的平衡,有F=Mg+F'=Mg+mg-F0。综上可知D正确。
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