题目内容
（14分）如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直固定在水平地面上，汽缸开口向上，一面积为0.01m2的活塞密封了一定的空气，在活塞的上方竖直固定一支架，在支架的O点通过细线系一质量为m=8kg的球，球心到O点的距离为L=2m．活塞与支架的总质量为M=12kg，已知当地的重力加速度g=10m/s2，大气压强p=1.00×105Pa，汽缸和活塞都是绝热的。现将细线拉直到水平，稳定后由静止释放球，当球第一次运动到最低点时，活塞下降了h=0．2m且恰好活塞的速度为零，此时细线中的拉力为F=252N。求球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中汽缸中的气体增加的内能E。
解析：
设球在第一次运动到最低点时的速度为v，则根据牛顿第二定律得，
（5分）
根据热力学第一定律和能量守恒定律可知，球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中汽缸中的气体增加的内能E为
（5分）
联立两式、代入数值得E=228J （4分）
练习册系列答案
相关题目
如图所示在内壁光滑的锥形容器内侧不同高度处有a、b两球．质量均为m，都在水平面内做匀速圆周运动，则（ ）
如图所示，内壁光滑的圆台形容器固定不动，其轴线沿竖直方向．使一小球先后在M和N两处紧贴着容器内壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则小球（ ）
（2011?河东区一模）如图所示，内壁光滑的木槽质量为mA=m，内直径为2L，置于水平桌面上，槽与桌面间的动摩擦因数为μ．槽内有两个小球B、C，它们的质量分别是mB=m，mC=2m．现用两球将很短的轻弹簧压紧（球与弹簧不连接），且B球到木槽左端、C球到木槽右端的距离均为L，这时弹簧的弹性势能为EP=μmgL．同时释放B、C球，并假设小球与槽碰撞后不分离，碰撞时间不计．求：
如图所示，内壁光滑的装置绕竖直轴匀速旋转，有一紧贴内壁的小物体，物体随装置一起在水平面内匀速转动的过程中所受外力可能是（ ）| A、下滑力、弹力、静摩擦力 | B、重力、弹力、滑动摩擦力 | C、重力、弹力 | D、重力、弹力、向心力 |
如图所示，内壁光滑的导管弯成圆周轨道竖直放置，其质量为2m，小球质量为m，在管内滚动，当小球运动到最高点时，导管刚好要离开地面．（轨道半径为R）求：