Question

如圖所示，橫截面積S=10的圓筒上、下部均與大氣相通，豎直固定在水平地面上，活塞A與B將一定質量的空氣封閉在圓筒中部，活塞A質量=1kg，活塞B用一輕彈簧與地面相連，彈簧勁度系數k=1000N/m，當活塞處于平衡狀態時，被封閉氣體長度=16cm．現用一恒力F將活塞A向上拉，當兩活塞重新平衡時，活塞B向上移動了3cm．已知大氣壓強=1.0×Pa，不計活塞與筒壁摩擦．求拉力F的大小及活塞A上移距離ΔL(此過程中溫度保持不變)．

Answer 1

    30N  ，  9cm

解析:

力F作用前對系統有：

  

力F作用后對系統有：

  

∴ F=k()=1000×0.03=30 N．

力F作用前對活塞A：

∴ =1.1×Pa．

力F作用后對活塞A：＋F=，

∴ =0.8×Pa，

對氣體：，

∴   =22 cm．

則活塞 A上移距離

    ΔL==22－16＋3=9cm．