一开口玻璃管竖直放置在小车上，小车沿倾角为37°的光滑斜面下滑．在运动前，玻璃管中有一段h=20cm的水银柱，封闭一段L0=40cm长的空气柱．设大气压强p0=

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一开口玻璃管竖直放置在小车上，小车沿倾角为37°的光滑斜面下滑．在运动前，玻璃管中有一段h=20cm的水银柱，封闭一段L0=40cm长的空气柱．设大气压强p₀=75cm汞柱，温度不变，水银密度为

=13.6×

，g=10m/

．（见图）求小车下滑过程中空气柱长为多少?

答案

43.3cm

解析

水银柱在下滑过程中沿斜面的加速度a=gsin37°
它在竖直方向的分加速度

设玻璃管截面积为S，下滑过程中气体压强为P，水银密度为

则：

对空气柱：根据玻一马定律，设后来的长度为L
则：

解之得：

代入数值：L=43.3cm

举一反三

质量一定的理想气体被活塞封闭在圆柱形的金属气缸内，活塞与气缸底部之间用一轻弹簧相连接，如图所示．活塞与缸壁间无摩擦而且不漏气．已知，活塞重为G，截面积为S，当大气压

Pa，周围环境的温度为27℃时，气缸内气体的压强

Pa，此时弹簧恰好是原长L0．现将一个重为3G的物体轻轻地放在活塞上，使活塞缓慢下降，待稳定后活塞下降了L₀/4．然后再对气体加热，使活塞上升到离气缸底5L0/4处．变化过程中弹簧始终处于弹性限度内，求:

(1)弹簧的劲度系数与活塞重(G)、弹簧原长(L₀)的关系
(2)加热后气缸内气体温度升高了多少?

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如图，一粗细均匀的玻璃管两端开口，全长25cm，竖直插入水银槽中17cm后，用手指堵住上端开口，慢慢从水银槽中提出，再慢慢转到开口向上，求这时管内水银柱的长度和被封气体的长度?大气压为75cmHg．

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如图所示，静止车厢内斜靠着一个长圆气缸，与车厢底板成θ角，气缸上方活塞质量为M，缸内封闭有长为L的空气柱，活塞面积为s，摩擦不计，大气压强为P₀，并设缸内气体温度不变，求:

(1)当车厢在水平轨道上向右做匀加速运动时，发现缸内空气压强与P₀相同，此时车厢的加速度多大?
(2)上述情况下气缸内气柱长度为多少?

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如图所示，圆环形均匀细玻璃管半径为R厘米（玻璃管的内径远小于R），其内一半充满水银，另一半为空气，水银面连线cd经过圆心O，且处于水平状态，关闭阀门K把空气柱密闭分为相等的A、B两部分．现把圆环逆时针转过90°（即阀门K转到水平位置），这时水银面连线转到c"d"位置（c"d"与水平方向夹角θ为30°），求：转动前空气柱的压强是多少?（设上述过程气体的温度不变）

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一端封闭的圆筒由活塞A、B分成M、N两个密闭部分，两部分各封闭着一定质量的空气，两活塞与筒壁无摩擦但密封良好，两活塞厚度不计，中间用轻质弹簧相连，活塞B的质量为20kg。当圆筒开口向上竖直放置时，弹簧的长度为原长l₀=25.5cm。活塞B与圆筒底相距20cm，如图所示。当圆筒侧面水平放置时，B与圆筒底相距为26cm，而两活塞相距为27.5cm。假设大气对活塞A的压力为F₀=1000N，筒内气体温度不变，g取10m/

，求活塞A的质量和弹簧的劲度系数k。

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