题目内容
有一圆柱形气缸静止在光滑的水平面上,气缸内用活塞密封一定质量的理想气体,气缸和活塞的质量均为m=0.2kg且绝热,气缸内壁光滑。在气缸的左侧固定一半径为R=45cm的光滑轨道,轨道最低处的水平切线与气缸内壁等高,现让质量也为m=0.2kg的小滑块从与轨道圆心等高处由静止滑下(g取10m/s)。求:(1)小滑块刚到轨道最低点时的速度大小;
(2)若小滑块与活塞碰后立即粘在一起,则理想气体内能的增加量最大为多少?(忽略大气压力对活做做的功)
解:(1)由机械能守恒,对滑块: 故:
(2)对滑块与活塞的碰撞: 解得:
对滑块、活塞、气缸组成的系统: 解得:
又,气体内能的增大量即为滑块与活塞碰撞后机械能的减小量
故:
(2)对滑块与活塞的碰撞: 解得:
对滑块、活塞、气缸组成的系统: 解得:
又,气体内能的增大量即为滑块与活塞碰撞后机械能的减小量
故:
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