Question

一個(gè)噴漆桶能夠向外噴射不同速度的油漆霧滴，某同學(xué)決定測(cè)量霧滴的噴射速度，他采用如圖1所示的裝置，一個(gè)直徑為d=40cm的紙帶環(huán), 安放在一個(gè)可以按照不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的固定轉(zhuǎn)臺(tái)上，紙帶環(huán)上刻有一條狹縫A，在狹縫A的正對(duì)面畫一條標(biāo)志線，如圖1所示．在轉(zhuǎn)臺(tái)開始轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，向側(cè)面同樣開有狹縫B的固定紙盒中噴射油漆霧滴，當(dāng)狹縫A轉(zhuǎn)至與狹縫B正對(duì)平行時(shí)，霧滴便通過狹縫A勻速運(yùn)動(dòng)打在紙帶的內(nèi)側(cè)面留下痕跡（若此過程轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)過不到一圈）．將紙帶從轉(zhuǎn)臺(tái)上取下來，展開平放，并與毫米刻度尺對(duì)齊，如圖2所示．

（1）設(shè)噴射到紙帶上的油漆霧滴痕跡到標(biāo)志線的距離為，則從圖2可知，其中速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離S=　　　   cm，

（2）如果轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，則這些霧滴噴射速度的計(jì)算表達(dá)式為v₀=　　 　   （用字母表示）；

（3）如果以縱坐標(biāo)表示霧滴的速度V₀，橫坐標(biāo)表示霧滴距標(biāo)志線距離的倒數(shù)，畫出v₀-圖線，如圖3所示，則可知轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為　　　　s

 

Answer 1

【答案】

（1）2.05～2.15 cm    （2）   （3）1.6s

【解析】

試題分析：：（1）霧滴運(yùn)動(dòng)的路程一定，速度越大，運(yùn)行的時(shí)間越短，此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)過的弧度越小，打在紙帶上的點(diǎn)距離標(biāo)志線的距離越小．根據(jù)圖2即可讀出其中速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離；

（2）霧滴運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等．如果轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，則霧滴運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，，解得：，所以噴槍噴出霧滴的速度；

（3）根據(jù)（2）中可知：，所以圖象中斜率．

由圖3得：，解得：T＝1.6s

考點(diǎn)：本題通過測(cè)量霧滴的噴射速度，考查線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速，意在考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解及知識(shí)的遷移能力和利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．