11.(05·上海·23)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.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Δt1=1.0×10-3 s, Δt2=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Δt3

答案  (1)7.85 rad/s    (2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动  (3)0.67×10-3 s

解析  (1)由图线读得,转盘的转动周期T =0.8 s    ① 

角速度ω=rad/s =7.85 rad/s        ② 

(2)激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动(理由为:由于脉冲宽度在逐渐变窄,表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少,即圆盘上对应传感器所在位置的线速度逐渐增加,因此激光器和探测器半径由中心向边缘移动). 

(3)设狭缝宽度为 d ,传感器接收到第 i个脉冲时距转轴的距离为 ri,第 i 个脉冲的宽度为Δti,激光器和传感器沿半径的运动速度为v.

?  Δti=                    ③ 

r3 - r 2 = r2 - r1 = vT                  ④ 

r2-r1=

r3-r2= 

由以上各式解得

=0.67×10-3 s                    ⑤

 0  136747  136755  136761  136765  136771  136773  136777  136783  136785  136791  136797  136801  136803  136807  136813  136815  136821  136825  136827  136831  136833  136837  136839  136841  136842  136843  136845  136846  136847  136849  136851  136855  136857  136861  136863  136867  136873  136875  136881  136885  136887  136891  136897  136903  136905  136911  136915  136917  136923  136927  136933  136941  447348 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网