题目内容
【题目】如图所示，在倾角为
的光滑斜面末端固定着一个足够长的导热汽缸，汽缸里用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，活塞到缸底的距离为d，现把一个带有轻杆的物体放在斜面上，轻杆与斜面平行，轻杆下端放在活塞上。已知物体质量为M，大气压强为P0．重力加速度为g，活塞在运动过程中所受的摩擦力可以忽略不计，环境温度保持不变，求：
①刚释放物体的瞬间，物体的加速度大小；
②稳定后，活塞到汽缸底面的距离。
【答案】①
②
【解析】①根据牛顿第二定律，物体释放的瞬间，有
Mgsin
=(M+m)a .
解得加速度a=
②最终活塞停止运动,根据力的平衡条件有
(m+M)gsin
+p0S-p2S=0 .
气体温度不变，根据玻意耳定律有
p1dS=p2d'S，
其中p1S=mgsin
+p0S
联立解得活塞到汽缸底的距离
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