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題目:
【閔行區高三物理一模試卷】
題目類型:力學綜合題
【題目描述】:
給定一個密閉的理想氣體容器,容器內有一塊固定的板,板上固定著兩個質量相等的物體A和B,物體A和B之間用輕質彈簧相連。初始時,彈簧處于自然長度,容器內氣體壓強為p0。然后對容器進行加熱,使容器內氣體壓強增大到p1。求物體A和B的加速度。
【解題思路】:
1. 根據理想氣體狀態方程,求出加熱后氣體的體積和壓強;
2. 根據牛頓第二定律,求出物體A和B受到的合力;
3. 根據牛頓第二定律,求出物體A和B的加速度。
【例題展示】:
【問題】:加熱后,物體A和B的加速度為多少?
【已知條件】:
初始狀態:p0 = 1.0 atm,m = 2.0 kg,彈簧自然長度;
加熱后狀態:p1 = 2.5 atm,容器容積保持不變;
【解題過程】:
1. 根據理想氣體狀態方程:PV = nRT,可求出加熱后氣體的體積V = p1V0 / p0;
2. 由于容器容積保持不變,所以物體A和B占據的空間大小不變。物體A和B受到的合力等于彈簧彈力,即F = kx,其中k為彈簧勁度系數,x為彈簧形變量;
3. 物體A和B受到的合力等于ma,其中a為加速度。根據牛頓第二定律,可求出物體A和B的加速度a = F / m = kx / m = (p1V0 / p0 - p0) / m = (2.5 - 1) / 2 = 0.75 m/s2。
【答案】:物體A和B的加速度為0.75 m/s2。