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如图所示,圆筒内部横截面积S=0.01m,上部用一根轻绳挂起,下端开口与大气相通,中间用两个活塞A和B封住一定质量的理想气体,A、B均可沿圆筒无摩擦地上下滑动但不漏气,A的质量不计,B的质量为M,用一个劲度系数为k=5×N/m的长弹簧与圆筒的顶部相连,且B与圆筒顶部之间为真空,已知大气压强,平衡时,两活塞间距=0.3m,弹簧处于原长状态,再用力拉A使之缓慢向下移动一定距离后保持平衡,此时拉力F=5×N,求活塞向下移动的距离.(整个过程温度不变)

答案:
解析:

  设初始时被封闭的气体压强为

  由题可知:

  对两个活塞构成的系统受力分析可知弹簧产生的弹力为

        f=F+Mg-

  式中为弹簧的伸长量

  对活塞B受力分析可知:

  对被封闭的气体而言有:

  整个过程中活塞B下降的距离为:ΔL=

  解以上方程可得:ΔL=1.3 m


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,M、N是两个共轴圆筒的横截面,外筒半径为R,内筒半径比R小很多,可以忽略不计,筒的两端是封闭的,两筒之间抽成真空.两筒以相同的角速度ω绕其中心轴线(图中垂直于纸面)做匀速转动.设从M筒内部可以通过窄缝S(与M筒的轴线平行)不断地向外射出两种不同速率v1和v2的微粒,从S处射出时的初速度的方向都是沿筒的半径方向,微粒到达N筒后就附着在N筒上.如果R、v1和v2都不变,而ω取某一合适的值,则(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01m2,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A、B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气,A的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6m.现用力压A.使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡.此时,用于压A的力F=5×102N.求:(假定气体温度保持不变.)
(1)此时两活塞间的距离
(2)活塞A向下移的距离.
(3)大气压对活塞A和活塞B做的总功.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为p0,平衡的汽缸内的容积为V.现用手握住活塞手柄缓慢向上提.设汽缸足够长,在整个上提过程中气体的温度保持不变,不计汽缸内气体的重力与活塞与汽缸壁间的摩擦,求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示一圆筒形气缸静置于地面上气缸筒的质量为活塞(连同手柄)的质量为气缸内部的横截面积为S大气压强为P0。现用手握塞手柄缓慢向上提不计气缸内气体的重量及活塞与气缸壁间的摩擦若将气缸刚提离地面时气缸内气体的压强为P、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F则(    )

       A

       B

      

       D

 
 


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