Question

15．四个长方体容器中被光滑的活塞封闭着一定质量的气体，如图所示，M为重物质量，F为外力，P₀为大气压，S为活塞面积，G为活塞重，则封闭气体压强分别为：P₁=P₀，P₂=${P}_{0}+\frac{Mg+G}{S}$，P₃=${P}_{0}+\frac{F-G}{S}$，P₄=${P}_{0}+\frac{G-F}{S}$．

Answer 1

分析 以活塞为研究对象，由共点力的平衡条件可以求出封闭气体的压强．

解答 解：图1中，活塞竖直方向受到重力与支持力，二者大小相等方向相反，是一对平衡力，水平方向受到左右两侧的气体的压力处于平衡状态，则：P₁=P₀；
图2中，活塞竖直方向受到重物个活塞的重力、大气向下的压力和内部气体向上的压力，则：Mg+G+P₀S-P₂S=0，所以：${P}_{2}={P}_{0}+\frac{Mg+G}{S}$
图3中，活塞竖直方向受到重力、大气向上的压力和内部气体向下的压力、向上的外力F的作用，则：G+P₃S-P₀S-F=0所以：${P}_{3}={P}_{0}+\frac{F-G}{S}$
图4中，活塞竖直方向受到重力、大气向下的压力和内部气体向上的压力、向上的外力F的作用，则：G+P₀S-P₄S-F=0所以：${P}_{4}={P}_{0}+\frac{G-F}{S}$
故答案为：P₀；${P}_{0}+\frac{Mg+G}{S}$；${P}_{0}+\frac{F-G}{S}$；${P}_{0}+\frac{G-F}{S}$

点评 本题考查了求气体的压强，分析清楚物体的受力、巧妙选择研究对象、应用共点力平衡即可正确解题．