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如图12-3-2所示,在质量为M的细玻璃管中盛有少量乙醚液体,用质量为m的软木塞将管口封闭.加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出,玻璃管悬于长为l的轻杆上,细杆可绕上端O轴无摩擦转动.欲使玻璃管在竖直平面内做圆周运动,在忽略热量损失的条件下,乙醚最少要消耗多少内能?

 图12-3-2

   

解析:设软木塞水平飞出时M和m的速率分别为v1和v2,由动量守恒定律得:mv2=Mv1

    细玻璃管恰能越过最高点的条件是速度为零,由机械能守恒定律得:

    Mv12=Mg·2l

    由能量转化和守恒定律知,管塞分离时二者的动能之和等于乙醚消耗的内能E,即E=Mv12+mv22

    联立上面三式可得E=2Mgl().

    答案:2Mgl()

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图12-3-2

A.n可能为                                                                   B.n可能为2

C.t可能为                                                               D.t可能为

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