作业帮一个很容易错的物理题!如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1厘米2,质量不计,大气压强为1．0×105帕.现将活塞缓慢提高15米,则在该过程中外力对
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/16 00:41:55
一个很容易错的物理题!如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1厘米2,质量不计,大气压强为1．0×105帕.现将活塞缓慢提高15米,则在该过程中外力对
一个很容易错的物理题!
如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1厘米2,质量不计,大气压强为1．0×105帕.现将活塞缓慢提高15米,则在该过程中外力对活塞做功为
(A)50焦 (B)100焦 (C)150焦 (D)200焦
答案为100焦,绝对正确,但是为什么呢?
一个很容易错的物理题!如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1厘米2,质量不计,大气压强为1．0×105帕.现将活塞缓慢提高15米,则在该过程中外力对
这个题目可以这么简单理
首先,细管中水最高只能上升到10m,相信这个你能理解.
然后整个过程可以分为两个阶段：
第一阶段是水面上升到10m之前的阶段,受力分析就可以得到,这个过程中,外力是从0逐渐增大到10N的.（这个比较难理解,简单的说,把活塞和管中的水看成一个整体的话,它们受到的大气压力正好平衡了,所以要想使得活塞缓慢上升,必须是给活塞的力等于它们的总重力,活塞重力为零,所以这个力就等于管中水的重力.在水上到到10m的过程中,重力由0逐渐增加到10N,所以外力也由0逐渐增加到了10N）这个过程中,外力做功就等于管中水增加的重力势能,计算可得为50J
第二个阶段是水面上升到10m后不再上升,而活塞继续上升的过程.活塞受到的力恒定为10N（因为受力分析可以看出,活塞就收它上方大气的压力）,所以外力也是10N,然后上升了5m,所以外力做功又是50J
因此整个过程中,外力做功为100J
首先要问下楼主是什么年级。。像物理化学这种东西，初中高中大学都是不一样的，不断深入学习不断推翻前面的结论，年级低的时候可能由于学习知识有限，只能用近似，或者忽略某些变化的方法来做题。
这里的“缓慢”有两个含义，一，每一瞬间受力平衡。二，温度不发生变化。 由克拉伯龙方程pV=nRT，p:压强，V：体积 n：物质量 R：比例常数 T：温度。 拉的过程中，体积线性变化，但是压强与体积成反比，压强...
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首先要问下楼主是什么年级。。像物理化学这种东西，初中高中大学都是不一样的，不断深入学习不断推翻前面的结论，年级低的时候可能由于学习知识有限，只能用近似，或者忽略某些变化的方法来做题。
这里的“缓慢”有两个含义，一，每一瞬间受力平衡。二，温度不发生变化。 由克拉伯龙方程pV=nRT，p:压强，V：体积 n：物质量 R：比例常数 T：温度。 拉的过程中，体积线性变化，但是压强与体积成反比，压强不是线性变化。 由于内部压强不断变化，那么内外就有压强差，而且这个压强差也是不断非线性变化的。是没办法用平均力来算的，这个就非常麻烦了。。。。。要用微积分等大学的方法
这里可以提供另一个方法，就是能量守恒。因为很缓慢，可以认为内能不变，那么外力做功等于气体重力势能的变化，可以题目原来没有给管内气体柱有多高。。。也没法算。。。。
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我和你做的答案不一样啊...我做出来的是150焦，活塞未移动时，大气压力与浮力平衡，移动后，E=-Psh=-150J，所以外力对活塞做功为150J。
这道题要整体分析，首先看外力做功的效果，活塞向上拉15m，而做功的效果就是把水面的水往上提起，提起的距离可以根据ρ水*h*s*g=p气*s 得到h=10m，即外力把水提起了10m，由于活塞重量可以忽略，所以外力做的功W外力=ρ水*V水*h=ρ水*h*s*g*h=100。
这道题你也可以从活塞的角度考虑，上面已经计算过活塞和液面之间有5m的真空，真空没有压强，没有压强就没有压力，没有压力就...
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这道题要整体分析，首先看外力做功的效果，活塞向上拉15m，而做功的效果就是把水面的水往上提起，提起的距离可以根据ρ水*h*s*g=p气*s 得到h=10m，即外力把水提起了10m，由于活塞重量可以忽略，所以外力做的功W外力=ρ水*V水*h=ρ水*h*s*g*h=100。
这道题你也可以从活塞的角度考虑，上面已经计算过活塞和液面之间有5m的真空，真空没有压强，没有压强就没有压力，没有压力就没有功，所以活塞直受两个力，一个是向上的外力，一个是向下水的重力产生的拉力，根据能量守恒原理可得外力做的功了。
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因为做功时所克服大气压强所用的力是随着高度的不同在变化的！
初始条件为活塞下端位于水面，即管中水柱长度为零，设在水柱上升的过程中，水柱高为h，对活塞下表面进行受力分析：来自大气的压强产生压力向下，为P0*S；向上的压强为P0-Pgh，向上的力为S(P0-pgh)，
由于是缓慢移动，认为活塞保持平衡，则有F+(P0-pgh)S=P0*S，F=pghS，方向向上，即为合外力（在水柱上升阶段），由于大气压是有限值，故水柱的长度极限满足pgH=P0，H=P...
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初始条件为活塞下端位于水面，即管中水柱长度为零，设在水柱上升的过程中，水柱高为h，对活塞下表面进行受力分析：来自大气的压强产生压力向下，为P0*S；向上的压强为P0-Pgh，向上的力为S(P0-pgh)，
由于是缓慢移动，认为活塞保持平衡，则有F+(P0-pgh)S=P0*S，F=pghS，方向向上，即为合外力（在水柱上升阶段），由于大气压是有限值，故水柱的长度极限满足pgH=P0，H=P0/pg=10m
做功过程分为两段：
1.极限长度H度之前，W1=1/2*pg*H^2*S=0.5*1000*10*100*10^-4=50焦耳，W的求解公式可利用积分得到，也可以利用“平均值“算法得到。
2.极限长度之后的5m，合力始终为P0*S，W2=P0*S*h=10^5*10^-4*5=50焦耳
W=W1+W2=100焦耳。如果还有不明白的地方，欢迎再问。
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