分析 ①以兩活塞整體為研究對象,根據(jù)平衡條件列式求解氣缸內(nèi)氣體的壓強.
②整個過程中,氣體的溫度不變,發(fā)生等溫變化.列出初態(tài)氣缸內(nèi)氣體的壓強和體積及末態(tài)氣體的體積,由玻意耳定律列式求得末態(tài)氣體的壓強,再以兩活塞整體為研究對象,根據(jù)平衡條件求解拉力F的大。
解答 解:①以兩活塞整體為研究對象,受到整體的重力、大氣壓力對甲活塞向下的壓力、大氣壓力對乙活塞向上的壓力、封閉氣體對甲活塞向上的壓力、封閉氣體對乙活塞向下的壓力的作用;
設(shè)此時氣缸內(nèi)氣體壓強為p1,根據(jù)平衡條件有${p}_{0}^{\;}•2S$+3mg+${p}_{1}^{\;}S$=${p}_{1}^{\;}•2S$+${p}_{0}^{\;}•S$
解得${p_1}={p_0}+\frac{3mg}{S}$
(2)初態(tài)${p_1}={p_0}+\frac{3mg}{S}$,V1=2lS;末態(tài):${V_2}=\frac{3lS}{2}$
由于外界環(huán)境溫度恒定,因此封閉的氣體的溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有$({p_0}+\frac{3mg}{S})×2lS={p_2}\frac{3lS}{2}$
解得${p_2}=\frac{4}{3}{p_0}+\frac{4mg}{S}$
以兩活塞整體為研究對象,根據(jù)平衡條件有:${p}_{2}^{\;}•2S+{p}_{0}^{\;}•S$=F+${p}_{0}^{\;}•2S+{p}_{2}^{\;}•s$+3mg
解得$F=\frac{{{p_0}S}}{3}+mg$
答:①活塞乙位于氣缸銜接處時,封閉的氣體的壓強為${p}_{0}^{\;}+\frac{3mg}{S}$;
②在活塞甲上施加一豎直向下的恒力,“工”字形活塞向下沿氣缸壁移動$\frac{l}{2}$后再次平衡,此時封閉氣體的壓強$\frac{4}{3}{p}_{0}^{\;}+\frac{4mg}{S}$,施加的恒力是$\frac{{p}_{0}^{\;}S}{3}+mg$
點評 對于封閉氣體,常常以與氣體接觸的活塞或水銀為研究對象,根據(jù)平衡條件求壓強,要加強這方面的訓(xùn)練,做熟練掌握.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | a=120m/s2 | B. | a=1.2 m/s2 | C. | F=500×1.2N=600N | D. | F=0.5×1.2N=0.6N |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | b球先落地 | |
B. | a、b兩球均做勻變速運動 | |
C. | a、b兩球落地前的瞬間速率相同 | |
D. | a、b兩球落地前的瞬間速度方向相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 為實現(xiàn)對接,“神舟十一號”應(yīng)在離地高度低于393公里的軌道上加速,逐漸靠近“天宮二號” | |
B. | “比子彈快8倍的速度”大于7.9×103m/s | |
C. | 對接后運行的周期小于24h | |
D. | 對接后運行的加速度因質(zhì)量變大而變小 |
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