题目内容

【题目】如图，水平放置且两端开口的柱形气缸由左、右两部分组成，两部分气缸横截面积分别为S、2S，缸内有两个厚度不计的活塞A、B，两活塞间封闭着一定质量的理想气体，平衡时两活塞至气缸连接处的距离均为L。已知气体温度为T0，外界气体压强恒为p0，右气缸内壁和活塞B之间的最大静摩擦力为2p0S，左气缸内壁光滑，且距气缸连接处左侧2L处有一活塞鞘。现缓慢升高气体温度，求：

(i) A活塞刚好被活塞鞘卡住时气体的温度；

(ii) B活塞刚要滑动时气体的温度。

【答案】(1) (2)

【解析】(i) A被活塞销卡住之前，B静止不动，气体做等压变化，压强始终为p0

V1 = LS+L2S = 3LS T1 = T0 ①

A刚好被活塞销卡住时

V2 = 2LS+L2S = 4LS T2 =？ ②

则 ③

由①②③式得T2 =T0 ④

(ii) B刚要滑动时，设被封闭气体压强为P，对B受力分析

P·2S = P0·2S+f ⑤

由⑤式得P = 2P0 ⑥

从A刚好被活塞销卡住到B刚要滑动，被封闭气体做等容变化，设此时温度为T3

则 ⑦

由⑥⑦式得T3 =T0

练习册系列答案
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④____________________________________。

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(2)利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式是_________________．

(3)利用上述物理量写出被压缩弹簧的弹性势能大小的表达式为______________．

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B. 此时圆盘的角速度为

C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外

D. 此时烧断细线，A仍相对盘静止，B将做离心运动

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