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，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動，這時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)處于力學非平衡狀態(tài)，需要綜合應用氣體定律和牛頓運動定律解題.由于整個裝置一起做加速運動，為了求F，只要求出加速度即可.而求加速度最簡便的方法是以缸體為研究對象，利用牛頓第二定律求解.
裝置靜止時，汽缸內(nèi)氣體的壓強為p0,體積V1=l1S=1×10-3 m3;設裝置加速運動時氣體的壓強為p2,體積V2=l2S=8×10-4 m3,由玻意耳定律得：p0V1=p2V2                               ①
裝置加速運動時，缸體受力情況如圖所示，由牛頓第二定律得：p2S-p0S="Ma          "  ②
以整個裝置為研究對象，則F=（M+m)a,解得F=（M+m)(p0V1S/V2-p0S)/M="375" N
練習冊系列答案
相關習題

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，下列說法正確的是 （   ）
A．氣體溫度升高、壓強減小
B．氣體溫度不變、壓強減小
C．氣體對外做功、氣體內(nèi)能減小
D．外界對氣體做功、氣體內(nèi)能增加

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，靜止的導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，不計氣體分子間作用力，且運動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．氣體的壓強增大，內(nèi)能增大
D．氣體對外界做功，同時一定從外界吸熱

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

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

圖8-3-5

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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

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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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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用一長為3L的剛性細桿連接，它們可以在筒內(nèi)無摩擦地沿水平方向左右滑動．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（A的左方和B的右方）都是大氣，大氣壓強始終保持為Po．活塞B的中心連一不能伸長的細線，細線的另一端固定在墻上，當氣缸內(nèi)氣體溫度為T1=T0，活塞A、B的平衡位置如圖所示，此時細線中的張力為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為多少時活塞開始向右移動？
（2）繼續(xù)使氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降至T3，T3為多少時活塞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B施加一個水平向左的推力，將兩活塞慢慢推向左方，直到細線拉力重新變?yōu)镕1求此時的外加推力F是多大a

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，四個兩端封閉粗細均勻的玻璃管，管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開，按圖中標明的條件，當玻璃管水平放置時，水銀柱處于靜止狀態(tài)，如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動的是：

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