Question

【题目】如图所示，气缸放在地面上，开口向上，缸内质量为m的活塞与气缸内部无摩擦，封闭一段理想气体，绕过光滑定滑轮的轻绳与活塞与放在地面上质量为2m的物块相连，开始时，绳处于伸直状态但无弹力，活塞面积为S，活塞离气缸内底的距离为h，大气压强为p0，缸内气体的温度为T1，气缸的质量大于物块的质量，重力加速度为g。

①要使物块对地面的压力刚好为零，需要将缸内气体温度降为多少？

②要使物块上升的高度，需要将缸内气体的温度降为多少？

Answer 1

【答案】①；②

【解析】（1）开始时缸内气体的压强：p1=p0+mg/S

当物块对地面的压力为零时，缸内气体的压强p2=p0-mg/S

当物块对地面的压力为零时，缸内气体的温度为T2，气体发生等容变化，则

解得：

（2）当物块上升h的高度时，缸内压强仍为p2=p0-mg/S，设此时缸内气体温度为T3，气体发生等压变化，有：

解得：