一端封閉內(nèi)徑均勻且內(nèi)壁光滑的細玻璃管開口向下豎直放置，玻璃管總長度為L=32cm，玻璃管內(nèi)用長為L0=1Ocm的水銀柱封閉一段空氣柱，靜止時空氣柱長度為L1=12cm封閉氣體溫度保持不變，現(xiàn)使玻璃管向上加速運動，為使水銀不從玻璃管口流出，求玻璃管的最大加速度．（取大氣壓強P0=76cmHg，重力加速度g=10m/s2）
分析：考慮臨界情況，當水銀柱的下端面到達玻璃管的最下端時，對水銀柱利用牛頓第二定律列式，對封閉氣體運用玻意耳定律列式，最后聯(lián)立求解即可．
解答：解：設(shè)玻璃管橫截面積為S，水銀密度為ρ，初始狀態(tài)封閉氣體的壓強為P1
m=ρL0S
靜止時對水銀柱：P1S+mg=P0S
水銀剛要流出時，對水銀柱：P0S-mg-P1′S=ma
對封閉氣體，根據(jù)玻意耳定律，有：
P1L1S=P1′L1S
根據(jù)題意，有：L1=12cm，L2=L-L0=22cm
注意：
mg
S
=10cmHg
代入數(shù)據(jù)解得：a=30m/s2
答：玻璃管運動的加速度最大不能超過30m/s2．
點評：本題關(guān)鍵是分別以水銀柱和封閉氣體為研究對象，然后根據(jù)牛頓第二定律和玻意耳定律列式求解．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：2012-2013學年河北省五校聯(lián)盟高三上學期調(diào)研考試理科綜合物理試卷（解析版） 題型：計算題

（1）（6分）如圖所示，電路與一絕熱密閉氣缸相連，R為電阻絲，氣缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，外界大氣壓恒定。閉合電鍵后，絕熱活塞K緩慢且無摩擦地向右移動，則下列說法正確的是__________（填入正確選項前的字母，選對1個給3分，選對2個給4分，選對3個給6分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。

A．氣體的內(nèi)能增加

B．氣體分子平均動能不變

C．電熱絲放出的熱量等于氣體對外所做的功

D．氣體的壓強不變

E．氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積的撞擊次數(shù)減少

（2）（9分）在一端封閉、內(nèi)徑均勻的直玻璃管內(nèi)，有一段水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體a。將管口向上豎直放置，若溫度為T，達到平衡時，氣柱a的長度為L ；將管口向下豎直放置，若溫度為T1，達到平衡時，氣柱a的長度為L1。然后將管平放在水平桌面上，此時溫度為T2，在平衡時，氣柱a的長度為L2。已知：T、T1、 T2、 L 、L1；大氣壓P0一直保持不變，不計玻璃管和水銀的體積隨溫度的變化。求：L2

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案