题目内容
如图所示,为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘,两圆盘平行间距x=2m,轴杆的转速为60r/s,转动方向如图所示,子弹穿过两圆盘留下的两个弹孔所在的半径间夹角为60°,则该子弹速度可能是( )
A、300m/s | B、720m/s | C、1080m/s | D、1440m/s |
分析:通过轴杆的转速,可求出圆盘的角速度,再由两个弹孔所在的半径间的夹角,及圆盘平行间可求出圆盘转动的角度,注意圆的周期性,从而即可求解.
解答:解:子弹的速度是很大的,一般方法很难测出,利用圆周运动的周期性,可以比较方便地测出子弹的速度.子弹从A盘到B盘,盘转过的角度
θ=2πn+
(n=0,1,2…)
盘转动的角速度
ω=
=2πf=2πn=2π?60 rad/s=120π rad/s(n为转速);
子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转动时间,即:
=
所以v=
=
;
v=
(n=0,1,2…)
n=0时,v=720 m/s
n=1时,v=102.8 m/s
n=2时,v=55.4 m/s
…,
最大可能速度为720m/s,故B正确,ACD错误;
故选:B
θ=2πn+
π |
3 |
盘转动的角速度
ω=
2π |
T |
子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转动时间,即:
2 |
v |
θ |
ω |
所以v=
2ω |
θ |
2×120π | ||
2πn+
|
v=
720 |
6n+1 |
n=0时,v=720 m/s
n=1时,v=102.8 m/s
n=2时,v=55.4 m/s
…,
最大可能速度为720m/s,故B正确,ACD错误;
故选:B
点评:由于圆周运动的周期性,在求解有关运动问题时,要注意其多解性.本题找出在子弹穿过圆盘的时间内,注意圆盘的周期性,圆盘转过的角度是解决本题的关键.
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