Question

【题目】水火箭的简化图如图所示，容器内气体的体积V=2L，内装有少量水，容器口竖直向下，用橡胶塞塞紧，放在发射架上，打气前容器内气体的压强p0=1.0×105Pa。用打气筒通过容器口的阀门向容器内打气，每次能向容器内打入压强也为p0、体积△V=100mL的空气，当容器中气体的压强达到一定值时，水冲开橡胶塞，火箭竖直升空。已知橡胶塞与容器口的最大静摩擦力19.5N，容器口的横截面积S=2cm2，不计容器内水的压强及橡胶塞受到的重力，打气过程容器内气体的温度保持不变，求：

(1)火箭发射升空瞬间容器内气体的压强p；

(2)打气筒需打气的次数n。

Answer 1

【答案】(1)Pa；(2)20。

【解析】

(1)对橡胶塞受力分析，有：

代入数值解得：

Pa。

(2)打气过程中容器内气体做等温变化，有：

代入数值解得：

n=19.5

故打气筒需打气的次数n=20。