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    （15分）圆柱形气缸筒长2L，截面积为S，缸内有活塞，活塞可以沿缸壁无摩擦不漏气的滑动，气缸置于水平面上，缸筒内有压强为p0，温度为T0的理想气体，气体体积恰好占缸筒容积的一半，如图所示。此时大气压也是p0，弹簧的劲度系数为k，气缸与地面的最大静摩擦力为f，求：

    （1）当kL＜f，对气缸缓慢加热到活塞移至缸筒口时，气缸内气体温度是多少？

    （2）当kL＞f，对气缸缓慢加热到活塞移至缸筒口时，气缸内气体的温度又是多少？

    正确解析：第一问如下所述，略。

    　　第二问，当kL＞f，就意味着弹簧压缩到一定程度，设压缩量为x，即kx = f处，就不继续压缩，这之后，气缸开始滑动，而气体则做等压升温膨胀。

    　　气体的变化可以分为三种状态两个过程，如图所示。

       

    　　第一个过程：甲态→乙态，p，V，T都变。

    　　

    　　而丙态的压强与乙态相同，

    　　

    　　第二个过程：从甲态→丙态应用气态方程

    　　　

    错解分析：

    错解：（1）以整体为对象。

    ∵kL＜f，所以在活塞移至缸口时（此时弹簧弹力为kL），系统始终静止。

    　　以活塞为对象，末态受力如图所示。

       

    　　由平衡条件可知：p2S=p0S+kL

    　　

    　　以气体为对象，p1=p0 V1=Ls T1=T0

    　　

    　　（2）当kL＞f时，气缸要滑动

    　　解法一：与（1）解法类似

    对活塞受力分析如上图所示

    　　其余解法与（1）相同，答案也与（1）相同，说明两种情况没有区别。

    　　解法二：以活塞为对象受力分析如图所示

       

    p2S+f = kL+p0S

    　　此题第一问解法及答案均正确。错误主要发生在第二问：（1）没有详细地分析kL＞f情况下气缸，活塞的运动，而是套用了第一问解题的思路，分不清kL＜f与kL＞f在此题中的本质区别。（2）解法2对活塞受力分析出现了气缸受力f，导致错误。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    圆柱形气缸筒长2L，截面积为S，缸内有活塞，活塞可以沿缸壁无摩擦不漏气的滑动，气缸置于水平面上，缸筒内有压强为p0，温度为T0的理想气体，气体体积恰好占缸筒容积的一半，如图7－25所示。此时大气压也是p0，弹簧的劲度系数为k，气缸与地面的最大静摩擦力为f，求：

    　　当kL＞f，对气缸缓慢加热到活塞移至缸筒口时，气缸内气体的温度又是多少？

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