Question

如图所示，横截面积S=10的圆筒上、下部均与大气相通，竖直固定在水平地面上，活塞A与B将一定质量的空气封闭在圆筒中部，活塞A质量=1kg，活塞B用一轻弹簧与地面相连，弹簧劲度系数k=1000N/m，当活塞处于平衡状态时，被封闭气体长度=16cm．现用一恒力F将活塞A向上拉，当两活塞重新平衡时，活塞B向上移动了3cm．已知大气压强=1.0×Pa，不计活塞与筒壁摩擦．求拉力F的大小及活塞A上移距离ΔL(此过程中温度保持不变)．

Answer 1

    30N  ，  9cm

解析:

力F作用前对系统有：

  

力F作用后对系统有：

  

∴ F=k()=1000×0.03=30 N．

力F作用前对活塞A：

∴ =1.1×Pa．

力F作用后对活塞A：＋F=，

∴ =0.8×Pa，

对气体：，

∴   =22 cm．

则活塞 A上移距离

    ΔL==22－16＋3=9cm．