Question

8．如图所示，质量M=1kg面积S=10cm²活塞，封住气缸内的一定质量气体，活塞与气缸无摩擦，若在活塞上加m=2kg的重物，气缸中气体的压强P₁是多少？若在活塞吊钩上加一竖直向上的拉力F=25N，气缸仍留在地面上，则气缸内气体的压强P₂=？（大气压强P₀=1.0×10⁵Pa，g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）以活塞为研究对象，应用平衡条件可以求出封闭气体的压强．
（2）以活塞为研究对象，应用平衡条件可以求出在活塞吊钩上加一竖直向上的拉力F=25N时封闭气体的压强．

解答 解：加m=2kg重物时，对活塞，
由平衡条件得：P₀S+（M+m）g=P₁S，
解得：P₁=P₀+$\frac{（M+m）g}{S}$=1.0×10⁵+$\frac{（1+2）×10}{10×1{0}^{-4}}$=1.3×10⁵Pa；
加F=25N向上力时，由平衡条件得：P₂S=P₀S+（M+m）g-F，
解得：P₂=P₀+$\frac{（M+m）g-F}{S}$=1.0×10⁵+$\frac{（1+2）×10-25}{10×1{0}^{-4}}$=1.05×10⁵Pa，
答：若在活塞上加m=2kg的重物，气缸中气体的压强P₁是1.3×10⁵Pa，
若在活塞吊钩上加一竖直向上的拉力F=25N，气缸仍留在地面上，则气缸内气体的压强P₂为1.05×10⁵Pa．

点评 本题考查了求封闭气体的压强，正确选择研究对象是解题的关键，应用平衡条件可以解题，解题时要注意单位换算．