Question

（9分）如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m²，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k = 5×10³ N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p₀ = 1×10⁵ Pa，平衡时两活塞之间的距离l₀ = 0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力F = 500 N。求活塞A下移的距离。

 

Answer 1

【答案】

0.3 m

【解析】解：设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x对圆柱筒中的气体运用玻—马定律，可得方程：                  (4分)

根据胡克定律，活塞B移动x后弹簧的弹力有： F = k x        (1分)

将这两个方程联立，去掉x得

      (2分)

 

将数值代入得：  l = 0.3 m  (2分)