(2014•虹口区一模)某同学设计了一个测定油漆喷枪向外喷射油漆雾滴速度的实验.他采用如图(甲)所示的装置,该油漆喷枪能

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  • 解题思路:(1)在纸带环转速ω一定的情况下,油漆雾滴速度越大,到达纸带环的时间t越短,则标志线转过的角度θ越小,转过的弧长s越短,油漆雾滴到达纸带环的位置距离标志线越近,所以到达d点的油漆雾滴是速度最大的.

    (2)油漆雾滴进入狭缝A后沿直线匀速运动到纸带环上,若纸带环不转,则油漆雾滴一定打在标志线上,若纸带环以某一角速度转动,则油漆雾滴沿直线到达纸带环时,标志线在油漆雾滴运动到纸带环上的这段时间内会转过一定角度θ;v0>[ω•D/π],故雾滴飞到纸带时间内,转过的角度小于π,即转动小于半圈;雾滴运动的路程一定,速度越大,运行的时间越短,此时转台转过的弧度越小,打在纸带上的点距离标志线的距离越小.

    (3)由于[ω•D/3π<

    v

    0

    ω•D

    2π],因此在油漆雾滴飞行的过程中,转动的角度大于2π小于3π,油漆雾滴到达纸带环的位置距离标志线越远,到达d点的油漆雾滴是速度最小的.

    (1)转盘的角速度一定,雾滴速度越大,运行时间越短,在雾滴运行的时间内,转盘转过的角度越小,故雾滴与标志线的距离越近;

    故d点对应雾滴的速度最大.

    (2)速度最大的是d点,距离标志线的距离是△S=0.80cm,根据:

    t=

    D

    v0=

    △θ

    ω

    根据弧长半径关系:l=rθ得:

    △s=

    D

    2△θ

    解得:

    v0=

    △θ=

    D2ω

    2△S=

    (0.2)2×16

    2×0.008m/s=40m/s

    若考虑空气阻力,实际上雾滴做减速运动,现在将雾滴当做匀速直线运动的计算,求出来的速度要小于真实的速度.

    (3)速度最小的雾滴落在a点,此时a点转动的路程为:△s=πD+2.80cm=65.60cm

    根据(2)问中公式v0=

    △θ=

    D2ω

    2△S,可得最小速度为:

    v =

    △θ=

    D2ω

    2△S=

    (0.2)2×400

    2×0.656m/s=12.2m/s

    故答案为:(1)d;(2)40.0,小于;(3)12.2.

    点评:

    本题考点: 测定匀变速直线运动的加速度.

    考点点评: 本题关键要明确雾滴的运动是匀速直线运动,纸盘是匀速圆周运动,两者同时运行,但互不影响,本题较难,是考查学生综合分析能力的好题.

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