题目内容

6.如图,在某一温度下,直径为0.2m,高为0.8m上端为活塞的圆柱体内某气体的压强p(N/m2)与体积V(m3)的函数关系式为p=$\frac{80}{V}$,而正压力F(N)与压强p(N/m2)的函数关系为F=pS,其中S(m2)为受力面积.设温度保持不变,要使气体的体积缩小为原来的一半.求活塞克服气体压力做多少功?

分析 设活塞运动的距离为xm,由题意可知W=${∫}_{0}^{0.4}$F(x)dx,根据定积分的计算法则计算即可.

解答 解:设活塞运动的距离为xm,则活塞受到的压强为p=$\frac{80}{V}$,
从而活塞受到的压力为F=pS=$\frac{80}{v}$•S=$\frac{80}{0.8-x}$,
活塞克服气体压力所做的功为:W=${∫}_{0}^{0.4}$F(x)dx=-80ln(0.8-x)|${\;}_{0}^{0.4}$=80ln2,
故活塞克服气体压力做功为80ln2J

点评 本题考查了定积分在物理中的应用,属于中档题.

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