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某同学设计了一个测定油漆喷枪向外喷射油漆雾滴速度的实验.他采用图1所示的装置,该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴,设喷射速度大小为v,一个直径为D=40cm的纸带环,安放在一个可以按照一定转速转动的固定转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线,在转台开始转动达到稳定转速时,向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴,当狭缝A转至与狭缝B正对平行时,雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹.改变喷射速度重复实验,在纸带上留下一系列的痕迹a、b、c、d,将纸带从转台上取下来,展开平放在刻度尺旁边,如图所示,已知,则:①在上图中,速度最大的雾滴所留的痕迹是 点,该点到标志线的距离为 cm.②如果不计雾滴所受的空气阻力,转台转动的角速度为2.1rad/s,则该喷枪喷出的油漆雾滴速度的最大值为 m/s.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
某同学设计了一个测定油漆喷枪向外喷射油漆雾滴速度的实验.他采用图1所示的装置,该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴,设喷射速度大小为v
,一个直径为D=40cm的纸带环,安放在一个可以按照一定转速转动的固定转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线,在转台开始转动达到稳定转速时,向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴,当狭缝A转至与狭缝B正对平行时,雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹.改变喷射速度重复实验,在纸带上留下一系列的痕迹a、b、c、d,将纸带从转台上取下来,展开平放在刻度尺旁边,如图所示,已知
,则:
①在上图中,速度最大的雾滴所留的痕迹是
点,该点到标志线的距离为
cm.
②如果不计雾滴所受的空气阻力,转台转动的角速度为2.1rad/s,则该喷枪喷出的油漆雾滴速度的最大值为
m/s.
试题解答
见解析
(1)油漆雾滴进入狭缝A后沿直线匀速运动到纸带环上,若纸带环不转,则油漆雾滴一定打在标志线上,若纸带环以某一角速度转动,则油漆雾滴沿直线到达纸带环时,标志线在油漆雾滴运动到纸带环上的这段时间内会转过一定角度θ;
,故雾滴飞到纸带时间内,转过的角度小于π,即转动小于半圈;雾滴运动的路程一定,速度越大,运行的时间越短,此时转台转过的弧度越小,打在纸带上的点距离标志线的距离越小.
(2)在纸带环转速ω一定的情况下,油漆雾滴速度越大,到达纸带环的时间t越短,则标志线转过的角度θ越小,转过的弧长s越短,油漆雾滴到达纸带环的位置距离标志线越近,所以到达d点的油漆雾滴是速度最大的.
①转盘的角速度一定,雾滴速度越大,运行时间越短,在雾滴运行的时间内,转盘转过的角度越小,故雾滴与标志线的距离越近;
故d点对应雾滴的速度最大,毫米刻度尺读数要估读,为0.70mm;
故答案为:d,0.70;
②速度最大的是d点,距离标志线的距离是△S=0.70cm,根据
t=
解得
=
=24m/s.
故答案为:24.
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线速度、角速度和周期、转速
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