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高中物理
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计算题
1.
(2024高三下·湖北模拟)
在我国,地铁已经成为一种重要的城市交通工具。为了减轻振动,让乘客更加舒适,地铁车厢使用了空气弹簧作为支撑。空气弹簧可简化为一个充有气体的圆柱形密闭气缸,活塞上固定有连杆,用于支撑车厢。当车厢有振动时,气缸内的气体可以起到缓冲作用。下图是一节地铁车厢的简化示意图。该车厢质量为
吨,一共用4个空气弹簧支撑,每个空气弹簧的活塞面积为
。车厢空载时,活塞到气缸底部距离为20cm。大气压强为
, 重力加速度g取
。空气弹簧内的气体可以视为理想气体,且其温度始终不变。
(1) 若该节车厢某次搭载60名乘客,每名乘客的平均质量
按60kg估计,相比于空载,此次载客车厢下降的距离为多少?
(2) 为了保障乘客上下车安全,车厢设备会按照载客量调整空气弹簧内的气体质量,以保证车厢高度不变。为此,此次载客应该充入空气弹簧内的气体质量与空载时空气弹簧内原有气体质量之比为多少?
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