题目内容

如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体．A的质量mA=10kg，B的质量mB=20kg，A的横截面积S=50cm2，A可在B中无摩擦地滑动．（大气压P0=105Pa，g=10m/s2） 
（1）当B中理想气体的温度t1=127℃时，A与地面接触但对地的压力为零，求此时B对地的压力N1的大小．
（2）当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，求此时A对地的压力N2的大小，气体温度t2是多大？
分析：（1）以活塞A和气缸B整体为研究对象，根据平衡条件求出地面对B的支持力，即可由牛顿第三定律得到B对地的压力N1的大小．
（2）用同样的方法求解A对地的压力N2的大小．因气体发生了等容变化，运用查理定律求气体温度t2．
解答：解：（1）以活塞A和气缸B整体为研究对象，由平衡条件得：
  地面对B的支持力N1′=mAg+mBg=（10+20）×10 N=300N 
根据牛顿第三定律得，B对地的压力N1=N1′=300N
（2）同理得 N2=mAg+mBg=（10+20）×10 N=300N 
初态：p1=p0-
mAg
S
=（105-
10×10
50×10-4
） Pa=0.8×105Pa，T1=（273+127）K=400K
末态：p2=p0+
mBg
S
=（105+
20×10
50×10-4
） Pa=1.4×105Pa，T1=？
根据查理定律得
p1
T1
=
p2
T2

则得 T2=
p2
p1
T1=700K 
∴t2=700-273=427℃
答：
（1）此时B对地的压力N1的大小是300N．
（2）当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，此时A对地的压力N2的大小是300N，气体温度t2是427℃．
点评：本题关键要灵活选择研究对象，根据平衡条件求出封闭气体的压强．同时要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．能够用物理规律把所要研究的物理量表示出来．
练习册系列答案
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（2013?普陀区二模）如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体，A可在B中无摩擦地滑动．A、B的质量分别为mA=10kg、mB=20kg，A的横截面积S=50cm2，大气压强P0=1.0×105Pa．试求：
（1）当B中气体的温度t1=27℃时，A与地面接触但对地的压力为零，此时B对地的压力N1的大小是多少？
（2）当B中气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，此时A对地的压力N2的大小和气体温度t2是多少？
如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体．A的质量mA=10kg，B的质量mB=20kg，A的横截面积S=50cm2，A可在B中无摩擦地滑动．（大气压P0=105Pa，g=10m/s2） 
（1）当B中理想气体的温度t1=127℃时，A与地面接触但对地的压力为零，求此时B对地的压力N1的大小．
（2）当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，求此时A对地的压力N2的大小，气体温度t2是多大？
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如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体。A的质量mA=10kg，B的质量mB=20kg，A的横截面积S=50cm2，A可在B中无摩擦地滑动。(大气压P0＝105Pa，g=10m/s2)

(1)当B中理想气体的温度t1=127℃时，A与地面接触但对地的压力为零，求此时B对地的压力N1的大小。

(2)当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，求此时A对地的压力N2的大小，气体温度t2是多大？
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