(2014?嘉定区二模)如图所示,在横截面积为S=100cm2开口向上竖直放置的圆柱形气缸内,质量m=1kg厚度不计

2025-04-29 12:21:37
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回答1:

(1)以气缸下端封闭气体为研究对象
初态:以活塞为研究对象,由平衡得:P0S+mg=P1S
解得:P1P0+

mg
S
=1.0×105+
1×10
100×10?4
Pa=1.01×105Pa
设活塞下推后,下部空气柱的压强为P1
由玻意耳定律得:P1l1S=P1′l1′S
解得:P1′=
P1l1
l1
25
20
×1.01×105Pa=1.26×105Pa

(2)以气缸上、下两段封闭气体为研究对象
设活塞下推距离为△l,此时气缸上部空气柱的长度为
l2′=l2+l1-l1′-△l=40+25-20-△l=45-△l
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2′以下端活塞为研究对象,由平衡得:
P2′S+mg=P1′S
解得:P2′=P1′?
mg
S
=1.26×105?
1×10
100×10?4
Pa=1.25×105Pa

由玻意耳定律:P0l2S=P2′l2′S            
解得:△l=45?
P0l2
P2
=45?
1.0×105×40
1.25×105
cm=13cm

答:(1)下部空气柱的压强为:1.26×105Pa;(2)活塞下推的距离△l=13.0cm.