设弹簧的原长为l0,气体原来压强为p,后来为p′,则由玻意耳定律可得 pl=p′•2l ① 在原来状态下,活塞受力如图1所示,由力学平衡可得
pS=p0S+k(l-l0) ② 在后来状态下,活塞受力如图2所示,由力学平衡可得 p′S+F=p0S+k(2l-l0) ③ 由①、②、③联立解得P= ④ 由式得l0=l+(P0-P) ⑤ 当F=500N时,由④式得p=0.4p0 再代入⑤式得l0=1.50m,可见在整个过程中弹簧始终处于压缩状态. 当F=700N时,由④式得p=0.8p0 再代入⑤式得l0=0.833m,可见在过程开始时弹簧处于压缩状态,当活塞提高到距缸底距离超过l0=0.833m后,弹簧被拉伸. |