Question

图中，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ω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筒的轴线平行）不断地向外射出两种不同速率 v₁ 和v₂ 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、v₁ 和v₂都不变，而ω取某一合适的值，则下列说法不正确的是（　　）

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

Answer 1

分析：微粒从窄缝射出后沿筒的半径方向做匀速直线运动，同时N筒以角速度ω绕轴线转动，当微粒到达N筒时，二者运动时间相等，通过时间相等关系求解作出判断．

解答：解：A、B、C、微粒从M到N运动时间t=

R

v

，对应N筒转过角度θ=ωt=

ωR

v

，
即如果以v₁射出时，转过角度：θ₁=ωt=

ωR

v1

，
如果以v₂射出时，转过角度：θ₂=ωt=

ωR

v2

，
只要θ₁、θ₂不是相差2π的整数倍，则落在两处，故C正确；
若相差2π的整数倍，则落在一处，可能是a处，也可能是b处．故A，B正确．
D、若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，故D错误．
本题选不正确的故选D．

点评：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v₁、v₂射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．