Question

（2013?长宁区一模）如图所示，测定气体分子速率的部分装置放在高真空容器中，A、B是两个圆盘，绕一根共同轴以相同的转速n=25r/s匀速转动．两盘相距L=20cm，盘上各开一很窄的细缝，两盘细缝之间成6°的夹角，圆盘转一周的时间为

0.04

s；如果某气体分子恰能垂直通过两个圆盘的细缝，则气体分子的最大速率为

300

 m/s．

Answer 1

分析：（1）已知转速，应用转速与周期的关系公式可以求出圆盘转一周所需时间，即周期；
（2）通过A盘细缝的气体分子竖直向上匀速运动，当气体分子运动到B盘位置时，如果B盘在竖直方向上转过的角度是6°，则气体分子能通过B盘缝隙，否则不能通过B盘缝隙，由角速度公式求出盘转过6°需要的时间，
然后由匀速运动的速度公式可以求出气体分子的速率．

解答：解：（1）圆盘转一周的时间，即周期T=

1

n

=

1

25

=0.04s；
（2）将一定速率的分子垂直板面射向A板细缝，调节圆盘的转速，
使转速从零逐渐增大，当分子首次垂直通过两盘的细缝时，测得圆盘转速为n，即可求分子速率．若求角速度，要先把角度要变为弧度：6°=2π×

6

360

=

π

30

，
转速为n．由于分子水平运动20 cm的时间等于圆盘转过6°的时间，
则

0.2

v0

=

π 30

2πn

，解得v₀=12n=300m/s；
故答案为：0.04；300．

点评：知道分子运动20cm所需时间与圆盘转过6°需要的时间相等是正确解题的前提与关键．