Question

如图所示，在一个圆柱形导热的气缸中，用活塞封闭了一部分空气，活塞与气缸壁间是密封而光滑的，一弹簧秤挂在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上。当外界气温升高（大气压不变）时，（   ）

A．弹簧秤示数变大	B．弹簧秤示数变小
C．弹簧秤示数不变	D．条件不足，无法判断

Answer 1

C

【错解分析】错解：对活塞进行受力分析，如图由活塞平衡条件可知：F=mg+p₀S-pS当外界气温上升时，气体压强增大，所以弹簧秤的接力F将变小，所以答案应选B。

主要是因为对气体压强变化的判断，没有认真细致地具体分析，而是凭直觉认为温度升高，压强增大。
【正解】对活塞受力分析如错解，F=mg+p₀S-pS
现在需要讨论一下气体压强的变化。以气缸为对象受力分析，如图


因为M、S、P₀均为不变量，所以，在气体温度变化时，气体的压强不变。而气体在此过程中作等压膨胀。
由此而知，弹簧秤的示数不变，正确答案为C。
【点评】通过本题的分析可以看出，分析问题时，研究对象的选取对解决问题方向的作用是至关重要的。如本题要分析气体压强的变化情况，选取气缸为研究对象比研究活塞要方便得多。另外如本题只是分析弹簧秤的示数变化，选整个气缸和活塞为研究对象更为方便，因对气缸加热的过程中，气缸、气体及活塞所受重力不变，所以弹簧秤对它们的拉力就不会变化，因此弹簧秤的示数不变。