问题 计算题

(选修3-3选做题)

如图所示,可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B内充有一定量的气体,A内是真空。B部分高度为L1=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置,达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少?设温度不变。

答案

解:设开始时B中压强为p1,气缸倒置达到平衡后B中压强为p2,分析活塞受力得:        

p1S=kL1+Mg          

p2S+Mg=kL2

其中S为气缸横截面积,M为活塞质量,k为弹簧的倔强系数,由题给条件有:        

kL1=Mg

玻意耳定律:p1L1=p2L2

解得L2=2L1=0.2米

填空题
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