题目内容
如图,一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,已知大活塞的质量为
,横截面积为
,小活塞的质量为
,横截面积为
;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为
,气缸外大气压强为
,温度为
。初始时大活塞与大圆筒底部相距
,两活塞间封闭气体的温度为
,现气缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移,忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度
取
,求
![]()
(i)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度
(ii)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强
答案(i)
(ii)![]()
解析:(1)大小活塞缓慢下降过程,活塞外表受力情况不变,气缸内压强不变,气缸内气体为等压变化,即![]()
初始![]()
末状态![]()
带入可得![]()
(2)对大小活塞受力分析则有![]()
可得![]()
缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,气体体积不变,为等容变化
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可得
某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。
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完
成下列填空:
(1) 将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;
(2) 将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数
如图(b)所示,该示数为_____kg;
(3) 将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| m(kg) | 1.80 | 1.75 | 1.85 | 1.75 | 1.90 |
(4) 根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N;小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2 ,计算结果保留2位有效数字)
(5)