Question

8．如圖所示，質量M=1kg面積S=10cm²活塞，封住氣缸內的一定質量氣體，活塞與氣缸無摩擦，若在活塞上加m=2kg的重物，氣缸中氣體的壓強P₁是多少？若在活塞吊鉤上加一豎直向上的拉力F=25N，氣缸仍留在地面上，則氣缸內氣體的壓強P₂=？（大氣壓強P₀=1.0×10⁵Pa，g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）以活塞為研究對象，應用平衡條件可以求出封閉氣體的壓強．
（2）以活塞為研究對象，應用平衡條件可以求出在活塞吊鉤上加一豎直向上的拉力F=25N時封閉氣體的壓強．

解答 解：加m=2kg重物時，對活塞，
由平衡條件得：P₀S+（M+m）g=P₁S，
解得：P₁=P₀+$\frac{（M+m）g}{S}$=1.0×10⁵+$\frac{（1+2）×10}{10×1{0}^{-4}}$=1.3×10⁵Pa；
加F=25N向上力時，由平衡條件得：P₂S=P₀S+（M+m）g-F，
解得：P₂=P₀+$\frac{（M+m）g-F}{S}$=1.0×10⁵+$\frac{（1+2）×10-25}{10×1{0}^{-4}}$=1.05×10⁵Pa，
答：若在活塞上加m=2kg的重物，氣缸中氣體的壓強P₁是1.3×10⁵Pa，
若在活塞吊鉤上加一豎直向上的拉力F=25N，氣缸仍留在地面上，則氣缸內氣體的壓強P₂為1.05×10⁵Pa．

點評 本題考查了求封閉氣體的壓強，正確選擇研究對象是解題的關鍵，應用平衡條件可以解題，解題時要注意單位換算．