Question

（选修3-3选做题）
如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为L₁=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L₂等于多少？设温度不变。

Answer 1

解：设开始时B中压强为p₁，气缸倒置达到平衡后B中压强为p₂，分析活塞受力得：　　　　　　　　
p₁S＝kL₁+Mg  　　　　　　　　
p₂S+Mg＝kL₂
其中S为气缸横截面积，M为活塞质量，k为弹簧的倔强系数，由题给条件有：　　　　　　　　
kL₁＝Mg
玻意耳定律：p₁L₁＝p₂L₂
解得L₂＝2L₁＝0.2米