图中所示中M、N是两个共轴圆筒的横截面,外筒半径为R,内筒半径比R小很多,可以忽略不计;筒的两端是封闭的,两筒之间抽成真空.两筒以相同的角速度绕其中心轴线(图中垂直于纸面)做匀速转动.设从M筒内部可以通过窄缝s (与M简的轴线平行)不断地向外射出两种不同速率1和2的微粒,从s处射出时的初速度的方向都是沿筒的半径方向,微粒到达N筒后就附着在N筒上.如果R、1和2都不变,而取某一合适的值,则[ ]
A、有可能使微粒落在N筒上的位置都在a处一条与s缝平行的窄条上;
B、有可能使微粒落在N筒上的位置都在某一处如b处一条与s缝平行的窄条上;
C、有可能使微粒落在N筒上的位置分别在某两处如b处和c处与s缝平行的窄条上;
D、只要时间足够长,N筒上将到处都落有微粒。
本题不少考生误把选项D作为正确.发生这种错误的考生可能是这样分析的:M筒中的粒子很多,这些粒子是陆续地沿半径方向从s缝射出的.由于M筒在转动,因而射出s缝的粒子的运动方向也是随M筒而转动的,故只要时间足够长,粒子就将到处散落在N筒上.如果N筒不动,只有M筒在转动,这个分析当然是正确的.但是,题中给定的条件是N筒与M筒一起以同一角速度绕同一中心轴转动的,这样在任意一段时间内,N筒上与s缝在同一径向相应连线上的a点必定与s缝一起转过同样大的角度.只要M中的粒子是沿半径方向射出s缝的,而且速度大小都等于,那么不管这些粒子是何时从s缝射出的,它们从射出s缝到打在N简上所经历的时间必定都等于.于是这些在不同时刻从s缝射出,速率等于的粒子一定落在N筒上比a点落后相同角度的位置上,即落在一条与s缝平行的窄条上,而不是到处散落在N简上.由于题中说明,从M筒经s缝射出的粒子具有两种不同的速率1、2,那么一般说来它们将落在N筒的两条与s缝平行的窄条上,故选项C正确,而选项D错误. 但是,由于题中对M、N筒的转动角速度的大小没有加以限制,而圆周上各点的角坐标具有周期性,周期为2π.因而只要角速度满足条件=2nπ,=2mπ,其中m、n为任意整数,则这两种粒子落在N筒上的位置都在a处的一条与s缝平行的窄条上,故选项A正确.又如角速度满足条件=2nπ+,其中n为任意整数,则这两种粒子落在N简上的位置都在某一处,例如b处的一条与s缝平行的窄条上,故选项B也正确.
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这是一道单纯的运动学题,计算不复杂.但要求考生能对这个具体问题进行具体分析,弄清所给问题的物理过程和情景,并能找出其中起主要作用的因素和条件.而且在进行分析时,需要思维严密而符合逻辑.
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科目:高中物理 来源: 题型:
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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:021
A、有可能使微粒落在N筒上的位置都在a处一条与s缝平行的窄条上;
B、有可能使微粒落在N筒上的位置都在某一处如b处一条与s缝平行的窄条上;
C、有可能使微粒落在N筒上的位置分别在某两处如b处和c处与s缝平行的窄条上;
D、只要时间足够长,N筒上将到处都落有微粒。
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科目:高中物理 来源:教材完全学案 高中物理必修2(配教科版) 教科版 题型:038
如图所示,M和N是两块相互平行的光滑竖直弹性板.两板之间的距离为L,高度为H.现从M板的顶端O以垂直板面的水平速度v0抛出一个小球.小球在飞行中与M板和N板分别在A点和B点相碰,并最终在两板间的中点C处落地.求:
(1)小球抛出的速度v0与L和H之间满足的关系;
(2)OA、AB、BC在竖直方向上距离之比.
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