Question

如圖所示，在光滑水平面上有一個內(nèi)外壁都光滑質量為M的氣缸，氣缸內(nèi)有一橫截面積為s質量為m的活塞密封了質量遠小于氣缸及活塞質量的氣體．現(xiàn)對氣缸施加一水平向左的拉力F₁，對活塞施加一水平向右的拉力F₂，且F₁＜F_2o已知大氣壓強為P₀，不計活塞與氣缸壁間的摩擦，求活塞相對氣缸靜止時被密封氣體的壓強P．

Answer 1

分析：活塞相對氣缸靜止時，對氣缸和活塞整體受力分析根據(jù)牛頓第二定律列出等式．
對活塞受力分析根據(jù)牛頓第二定律列出等式求解．

解答：解：設氣缸和活塞一起運動的加速度為a，
則對氣缸和活塞根據(jù)牛頓第二定律有：
F₂-F₁=（m+M）a
對活塞根據(jù)牛頓第二定律有：
F₂+ps-p₀s=ma
解得：p=p₀-

mF1+MF2

(m+M)s

答：活塞相對氣缸靜止時被密封氣體的壓強是

mF1+MF2

(m+M)s

．

點評：該題關鍵要能夠運用整體和隔離法根據(jù)牛頓第二定律求解．
有的學生以為“活塞相對氣缸靜止”，錯誤判斷活塞處于平衡狀態(tài)而出錯．