题目内容
【题目】如图所示，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖的质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯盖的面积为S。初始时，杯内气体的温度为To，压强与大气压强Po相等。因杯子不保温，杯内气体温度逐渐降低，不计摩擦，不考虑杯内水的汽化和液化，重力加速度为g。
(i)求温度降为T1时杯内气体的压强P1；
( ii)杯身保持静止，温度为Ti时缓慢提起杯盖所需的力至少多大？
( iii)温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？
【答案】(1) 
(2) 
(3) 
【解析】(i)出租汽车过程，由查理定律
温度降为T1时，杯内压强
；
( ii)对杯盖受力分析，如图a所示，当杯盖与杯身间的弹力恰好为零时，拉力最小，
由平衡条件
最小拉力
；
( iii)设提起杯子时气体压强为
，温度为T2，杯身受力如图b所示
由平衡条件
由查理定律
解得：
。
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