题目内容
【选修3-3选做题】
如图所示，一圆筒形汽缸静止于水平地面上，汽缸的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为P0，平衡时汽缸内的容积为V。现用手握住活塞手柄缓慢向上提，设汽缸足够长，在整个上提过程中气体的温度保持不变，不计汽缸内气体的重力及活塞与汽缸壁间的摩擦，求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。
如图所示，一圆筒形汽缸静止于水平地面上，汽缸的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为P0，平衡时汽缸内的容积为V。现用手握住活塞手柄缓慢向上提，设汽缸足够长，在整个上提过程中气体的温度保持不变，不计汽缸内气体的重力及活塞与汽缸壁间的摩擦，求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。
解：封闭气体的初状态：体积为V，压强为
设汽缸刚提离地面时活塞上升的距离为x，封闭气体压强为P2，则封闭气体末状态体积为V'=V+xS
对气缸，有p2S+Mg=p0S
解得
根据玻意耳定律P1V=P2V'
解得
设汽缸刚提离地面时活塞上升的距离为x，封闭气体压强为P2，则封闭气体末状态体积为V'=V+xS
对气缸，有p2S+Mg=p0S
解得
根据玻意耳定律P1V=P2V'
解得
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