一水平放置的圆盘绕竖直轴转动,在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准,使二者间...
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一水平放置的圆盘绕竖直轴转动,在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准,使二者间连线与转轴平行,分别置于;圆盘的上下两侧,且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动,激光器接收到一个激光信号,并将其输入计算机,经处理后画出相应图线。图(a)为该装置示意图,图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线,横坐标表示时间,纵坐标表示接收到的激光信号强度,图中Dt1=1.0´10-3 s,Dt2=0.8´10-3 s。
(1)利用图(b)中的数据求1 s时圆盘转动的角速度;
(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向;
(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度Dt3。
【回答】
【解析】
(1)由题图乙读得,转盘的转动周期s,故其角速度rad/s= rad/s。
(2)由题图乙可知,圆盘转动的角速度不变,说明圆盘在做匀速圆周运动;脉冲宽度逐渐变窄,表示光信号通过狭缝的时间逐渐减少,而狭缝的宽度为一定值,则说明圆盘上对应探测器所在的位置的线速度逐渐增加,因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动。
(3)设狭缝宽度为,探测器接收到第个脉冲时距转轴的距离为,第个脉冲的宽度为,激光器和探测器沿半径的运动速度为。
得
又因为,所以,
解得:s。
知识点:各地高考
题型:计算题
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