题目内容

【题目】一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动,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,激光器连续向下发射激光束在圆盘转动过程中,当狭缝经过激光器与传感器之间时,传感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为该装置示意图,图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

利用图中的数据求1s时圆盘转动的角速度;

说明激光器和传感器沿半径移动的方向;

求图中第三个激光信号的宽度

【答案】(1)7.85rad/s (2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动 (3)

【解析】

1)由图线可知圆盘转动的周期为0.8s,所以

2)因为,所以,即线速度在增大,又因为所以激光器和探测器由中心向边缘移动

3)设每转一圈激光器和探测器沿半径向边缘移动,因为

联立解得:t3=0.67×10-3s

思路利用图像直接得到周期,计算可得角速度;利用角速度与线速度的关系解出激光器的移动方向;根据激光器瞬时速度的计算以及与角速度、半径的关系解出时间

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