【題目】如圖所示,一個上下都與大氣相通的直圓筒,內(nèi)部橫截面積為S=0.01m2 , 中間用兩個活塞AB封住一定質(zhì)量的氣體.AB都可沿圓筒無摩擦地上下滑動,且不漏氣.A的質(zhì)量不計(jì),B的質(zhì)量為M , 并與一勁度系數(shù)為k=5×103N/m的較長的彈簧相連.已知大氣壓p0=1×105Pa , 平衡時(shí)兩活塞之間的距離l0=0.6m , 現(xiàn)用力壓A , 使之緩慢向下移動一段距離后保持平衡.此時(shí)用于壓A的力F=500N.求活塞A下移的距離.

【答案】解答:設(shè)活塞A向下移動l , 相應(yīng)B向下移動x , 對氣體分析:
初態(tài):p1=p0 V1=l0S
末態(tài):p2=p0+F/S V2=(l0﹣1+xS
由玻﹣意耳定律:p1V1=p2V2
因?yàn)閮苫钊g的距離原來為l0 , 活塞A向下移動l , 相應(yīng)B向下移動x , 則末狀態(tài)時(shí),兩活塞的距離為l0l+x
得:p1l0S=(p0+F/S)(l0﹣1+xS…①
初態(tài)時(shí),彈簧被壓縮量為x',由胡克定律:Mg=kx'…②
當(dāng)活塞A受到壓力F時(shí),活塞B的受力情況如圖所示.F'為此時(shí)彈簧彈力
由平衡條件可知p0S+F'=p0S+F+Mg…③
由胡克定律有:F'=kx+x')…④
聯(lián)立①②③④解得:l=0.3m
答:活塞A向下移動的距離為0.3m

【解析】由于A的質(zhì)量可不計(jì),初態(tài)時(shí),封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓,以B為研究對象,求出彈簧的壓縮量.當(dāng)用力壓A時(shí),再以B為研究對象,求出彈簧的彈力,由胡克定律求出彈簧的壓縮量,根據(jù)玻意耳定律求出活塞A向下移動的距離.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一開口向上的玻璃管內(nèi)有一段長19cm的汞柱,封住的一段空氣柱長為15cm . 將管倒放時(shí),被封閉的空氣柱長為25cm . 問:

(1)當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)為多大?
(2)將管水平放置時(shí),管內(nèi)封著的空氣柱為多長?

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【題目】如圖1所示,左端封閉、內(nèi)徑相同的U形細(xì)玻璃管豎直放置,左管中封閉有長為L=20cm的空氣柱,兩管水銀面相平,水銀柱足夠長.已知大氣壓強(qiáng)為p0=75cmHg

(1)若將裝置翻轉(zhuǎn)180°,使U形細(xì)玻璃管豎直倒置(水銀未溢出),如圖2所示.當(dāng)管中水銀靜止時(shí),求左管中空氣柱的長度;
(2)若將圖1中的閥門S打開,緩慢流出部分水銀,然后關(guān)閉閥門S , 右管水銀面下降了H=35cm , 求左管水銀面下降的高度.

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【題目】如圖所示,在M點(diǎn)分別以不同的速度將兩小球水平拋出.兩小球分別落在水平地面上的P點(diǎn)、Q點(diǎn).已知O點(diǎn)是M點(diǎn)在地面上的豎直投影,OP:PQ=1:3,且不考慮空氣阻力的影響.下列說法中正確的是( )

A.兩小球的下落時(shí)間之比為1:3
B.兩小球的下落時(shí)間之比為1:4
C.兩小球的初速度大小之比為1:3
D.兩小球的初速度大小之比為1:4

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【題目】“天琴計(jì)劃”需要從地面發(fā)射三顆衛(wèi)星,若發(fā)射時(shí)要先將衛(wèi)星送入繞地球的橢圓軌道。則衛(wèi)星發(fā)射速度( )

A.等于第一宇宙速度B.等于第二宇宙速度

C.介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間D.介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖A所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙 帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出.

①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足__________時(shí),才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.

②一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度.采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該做a與_______的圖象.

③如圖B所示為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a—F圖象,說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是______

④乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),畫出了各自得到的a-F圖象如圖C所示,兩個同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個物理量取值不同_________

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【題目】交變電流通過一段長直導(dǎo)線時(shí),電流為I,如果把這根長直導(dǎo)線繞成線圈,再接入原電路,通過線圈的電流為I',(  )

A.I'>IB.I'<I

C.I'=ID.無法比較

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【題目】如圖所示,玻璃管中都灌有水銀,分別求出幾種情況下被封閉的氣體的壓強(qiáng)(設(shè)大氣壓強(qiáng)為76厘米汞柱).

PA=
PA=
PA=
PA= PB=

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【題目】如圖所示,傾角為α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物體a放在斜面上,輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上,另一端繞過光滑的滑輪固定在c點(diǎn),滑輪2下懸掛物體b,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若將固定點(diǎn)c向右移動少許,而a與斜劈始終靜止,則( )

A.細(xì)線對物體a的拉力減小
B.斜劈對地面的壓力減小
C.斜劈對物體a的摩擦力減小
D.地面對斜劈的摩擦力增大

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