Question

【题目】一气缸质量为M=60kg(气缸的厚度忽略不计且透热性良好)，开口向上放在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞，活塞质量m=10kg．气缸内封闭了一定质量的理想气体，此时气柱长度为L1=0.4 m．已知大气压为po=1×105Pa．现用力缓慢向上拉动活塞，若使气缸能离开地面，气缸的高度至少是多少?(取重力加速度g=l0m／s2。)

Answer 1

【答案】1.1m

【解析】

试题分析：未加拉力时，活塞受力平衡有：p0S+mg=p1S

代入数据得：P1＝1.1×105Pa，V1=0.4S

设F达到最大值时活塞仍在气缸中，设此时气柱长为L2，气体压强为p2，根据活塞受力平衡，

有：p0S+mg=F+p2S

代入数据得：P2＝0.4×105Pa，V2=L2S

根据玻意耳定律有：p1SL1=p2SL2

解得：L2=1.1m