放在光滑地面上的汽缸如圖8-3-6所示，缸體質(zhì)量為2 kg，活塞質(zhì)量為1 kg.靜止時(shí)，活塞距離汽缸底面10 cm，活塞面積為100 cm2，外界大氣壓p0為1×105 Pa.現(xiàn)用水平推力F向左推活塞，活塞和汽缸以共同加速度向左加速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)活塞和汽缸底的距離為8 cm,求水平推力F.（溫度不變，下列因素不考慮：缸體厚度、空氣阻力、活塞與汽缸間的摩擦）

圖8-3-6
375 N
本例氣體系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)，需要綜合應(yīng)用氣體定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題.由于整個(gè)裝置一起做加速運(yùn)動(dòng)，為了求F，只要求出加速度即可.而求加速度最簡(jiǎn)便的方法是以缸體為研究對(duì)象，利用牛頓第二定律求解.
裝置靜止時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0,體積V1=l1S=1×10-3 m3;設(shè)裝置加速運(yùn)動(dòng)時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p2,體積V2=l2S=8×10-4 m3,由玻意耳定律得：p0V1=p2V2                               ①
裝置加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，缸體受力情況如圖所示，由牛頓第二定律得：p2S-p0S="Ma          "  ②
以整個(gè)裝置為研究對(duì)象，則F=（M+m)a,解得F=（M+m)(p0V1S/V2-p0S)/M="375" N
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱膨脹時(shí)，下列說法正確的是 （   ）
A．氣體溫度升高、壓強(qiáng)減小
B．氣體溫度不變、壓強(qiáng)減小
C．氣體對(duì)外做功、氣體內(nèi)能減小
D．外界對(duì)氣體做功、氣體內(nèi)能增加

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，靜止的導(dǎo)熱汽缸和活塞共同封閉一定質(zhì)量的氣體，缸內(nèi)活塞可無摩擦移動(dòng)且不漏氣．現(xiàn)將汽缸從足夠高處豎直上拋（環(huán)境溫度恒定，不計(jì)氣體分子間作用力，且運(yùn)動(dòng)過程中活塞始終沒有脫離汽缸），則下列說法正確的是：         （   ）
A．由于失重，氣體對(duì)容器壁和活塞壓力為零
B．氣體分子數(shù)密度增大
C．氣體的壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大
D．氣體對(duì)外界做功，同時(shí)一定從外界吸熱

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖8-3-5所示，粗細(xì)均勻的U形玻璃管如圖放置，管的豎直部分長(zhǎng)為20 cm，一端封閉，水平部分長(zhǎng)40 cm，水平段管內(nèi)長(zhǎng)為20 cm的水銀柱封住長(zhǎng)35 cm的氣柱.已知所封閉的氣體溫度為7 ℃，大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，當(dāng)管內(nèi)溫度升到351 ℃時(shí)管內(nèi)空氣柱的總長(zhǎng)度是多少？（彎管部分體積忽略不計(jì)）

圖8-3-5

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖8-3-2所示，玻璃管A和B下端用橡皮管相連，內(nèi)裝水銀，A管上端封閉有某種氣體，B管上端開口與大氣相通，保持下端位置不變，將B管緩慢傾斜，則(    )

圖8-3-2
A．A管內(nèi)氣體的體積增大B．A管內(nèi)氣體的體積減小
C．兩管的水銀面高度差減小D．兩管的水銀面高度差增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程如圖8-3-10所示.由圖中AB線段可知，氣體的分子速率在狀態(tài)變化過程中的變化情況是(    )

圖8-3-10
A．不斷增大B．不斷減小
C．先增大，后減小D．先減小，后增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，溫度=39℃時(shí)，管內(nèi)水銀封閉著=8cm長(zhǎng)的空氣柱，管內(nèi)兩水銀面高度差h=2cm．現(xiàn)在給氣柱加熱，使氣柱長(zhǎng)變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824120040993951.gif" style="vertical-align:middle;" />=9cm，求這時(shí)氣體的溫度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，一水平放置的氣缸，由截面積不同的兩圓筒連接而成，活塞A、B用一長(zhǎng)為3L的剛性細(xì)桿連接，它們可以在筒內(nèi)無摩擦地沿水平方向左右滑動(dòng)．A、B的截面積分別為SA=2S0、SB= S0。A、B之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．兩活塞外側(cè)（A的左方和B的右方）都是大氣，大氣壓強(qiáng)始終保持為Po．活塞B的中心連一不能伸長(zhǎng)的細(xì)線，細(xì)線的另一端固定在墻上，當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為T1=T0，活塞A、B的平衡位置如圖所示，此時(shí)細(xì)線中的張力為F1= 0.2P0S0。（答案用已知量S0、p0、T0表示）
（1）現(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體溫度由初始溫度T1緩慢下降至T2，T2為多少時(shí)活塞開始向右移動(dòng)？
（2）繼續(xù)使氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降至T3，T3為多少時(shí)活塞A剛剛右移到兩圓筒連接處？
（3）活塞A移到兩圓筒連接處之后，維持氣體溫度T3不變，另外對(duì)B施加一個(gè)水平向左的推力，將兩活塞慢慢推向左方，直到細(xì)線拉力重新變?yōu)镕1求此時(shí)的外加推力F是多大a

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，四個(gè)兩端封閉粗細(xì)均勻的玻璃管，管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開，按圖中標(biāo)明的條件，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動(dòng)的是：

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案