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一容器内用一质量为m的活塞密封一定质量的气体,如图所示,设活塞面积为S,大气压强为p0,不计摩擦.求:

  (1)当活塞静止时,被密封的气体的压强是多少?

  (2)如果整个装置以匀加速度a下落(ag),此时被密封的气体的压强又是多少?

答案:见详解
解析:

(1)考虑到活塞处于平衡状态,对活塞进行受力分析,活塞受到竖直向下的力有活塞的重力mg和大气压力p0S,竖直向上的力为被密封的气体的压力pS,根据力的平衡条件有pS=p0S+mg,所以,此时气体的压强为p=p0+mg/S

  (2)活塞的受力分析同上,但此时活塞与整个装置一起以加速度a下落,根据牛顿第二定律有mg+p0S-pS=ma,所以p=p0+m(g-a)/S


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【物理-选修3-3】
精英家教网(1)如图所示在开口向上的竖直圆筒形容器内,用质量为m的活塞封闭一定质量的气体,活塞与容器间能无摩擦滑动,大气压恒为P0,容器的横截面积为S,封闭气体的压强是
 
;当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升距离d再次平衡,则在此过程中封闭气体的内能增加
 

(2)如图所示粗细均匀的弯曲玻璃管A、B端开口,管内有一段水银柱,右管内气体柱为39cm,精英家教网中管内水银面与管口A之间气柱长为40cm.先将开口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后,右管内水银面比中管内水银面高2cm,求:
(i)稳定后右管内的气体压强P;
(ii)左管A端插入水银槽的深度h(大气压强P0=76cmHg)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止P点.设滑块所受支持力为FN.OF与水平方向的夹角为θ.则F=
mg
tanθ
mg
tanθ
,FN=
mg
sinθ
mg
sinθ

(2)一质量为M、倾角θ为的斜面体在水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上,现用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块,拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和木块始终保持静止状态,则小木块受到斜面的最大摩擦力为
F+mgsinθ
F+mgsinθ
,斜面体受到地面的最大摩擦力为
F
F

(3).如图所示,倾角α=60°的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上.当斜面体以a=g的水平加速度向右作匀加速运动时,绳上的拉力为
2
mg
2
mg

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038

一容器内用一质量为m的活塞密封一定质量的气体,如图所示,设活塞面积为S,大气压强为p0,不计摩擦.求:

  (1)当活塞静止时,被密封的气体的压强是多少?

  (2)如果整个装置以匀加速度a下落(ag),此时被密封的气体的压强又是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示柱形容器内封有一定质量的空气,光滑活塞C(质量为m)容器用良好的隔热材料制成。活塞横截面积为S,大气压为p0,另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点B而静止,在这一过程中,空气内能的改变量ΔE,外界对空气所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系是(    )

A.Mgh+mgΔh=ΔE+W

B.ΔE=W,W=Mgh+mgΔh+p0SΔh

C.△E=W,W<Mgh+mgΔh+p0SΔh

D.ΔE≠W,W=Mgh+mgΔh+p0SΔh

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