Question

3．如圖，一汽缸水平固定在靜止小車上，一質(zhì)量m=10kg，面積S=10cm²活塞將一定量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，平衡時(shí)活塞與汽缸底相距L₀=10cm，大氣壓強(qiáng)p₀=1.0×10³Pa．不計(jì)汽缸與活塞間的摩擦，現(xiàn)讓小車以加速度a=10m/s²向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)．大氣對(duì)活塞壓強(qiáng)不變，溫度不變，求穩(wěn)定后活塞相對(duì)汽缸運(yùn)動(dòng)距離．

Answer 1

分析 選擇活塞為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析，利用氣體的狀態(tài)參量來(lái)表示活塞的受力情況，由牛頓第二定律列式，結(jié)合氣體狀態(tài)的變化，即可求出穩(wěn)定后活塞相對(duì)汽缸運(yùn)動(dòng)距離．

解答 解：設(shè)小車加速度大小為a，穩(wěn)定是氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P₁，活塞受到氣缸內(nèi)外氣體的壓力分別為：F₁=P₁S；F₀=P₀S
由牛頓第二定律得：F₁-F₀=ma
小車靜止時(shí)，在平衡情況下，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P₀，由波意耳定律得：P₁V₁=P₀V
式中V=SL₀，V₁=S（L₀-d）
聯(lián)立得：d=5cm
答：穩(wěn)定后活塞相對(duì)汽缸運(yùn)動(dòng)距離為5cm．

點(diǎn)評(píng) 該題考察了波意耳定律和你的第二定律及其相關(guān)知識(shí)，解答此類為題，要注意研究對(duì)象的選擇，常常選擇受力個(gè)數(shù)較少的物體進(jìn)行分析，利用牛頓第二定律進(jìn)行解答．