Question

如圖所示,柱形容器內封有一定質量的空氣,光滑活塞C(質量為m)與容器用良好的隔熱材料制成的.另有質量為M的物體從活塞上方的A點自由 下落到活塞上,并隨活塞一起到達最低點B而靜止.在這一過程中,空氣內能的改變量ΔU?外界對空氣所做的功W與物體及活塞的重力勢能的變化關系是(    )

A．Mgh+mgΔh=ΔU+W

B．ΔU=W,W=Mgh+mgΔh

C．ΔU=W,W<Mgh+mgΔh

D．ΔU≠W,W=Mgh+mgΔh

Answer 1

C

因活塞和容器用良好的隔熱材料制成,容器內的空氣與外界無熱交換,Q=0,所以ΔU=W;但由于物體和活塞做完全非彈性碰撞 (即碰后不分開)時損失一部分機械能,因此有:W<Mgh+mgΔh,故本題選C.這里,雖然W<Mgh+mgΔh,但仍遵守能的轉化和守恒定律,只不過減少的機械能不是全部轉化為空氣的內能,而是有一部分在碰撞時轉化為活塞和物體的內能了,能的總量并未減少.