Question

美國(guó)物理學(xué)家蔡特曼（Zarman）和我國(guó)物理學(xué)家葛正權(quán)于1930-1934年對(duì)施特恩測(cè)定分子速率的實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置．半徑為R的圓筒B可繞O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，aOcd在一直線上，銀原子以一定速率從d點(diǎn)沿虛線方向射出，穿過(guò)筒上狹縫c打在圓筒內(nèi)壁b點(diǎn)，∠aOb=θ，ab弧長(zhǎng)為s，其間圓筒轉(zhuǎn)過(guò)角度小于90°，則下列判斷正確的是（　�。�

• A、圓筒逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
• B、銀原子在筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=

  s

  ω

• C、銀原子速率為

  ωR

  θ

• D、銀原子速率為

  2ωR2

  s

Answer 1

分析：銀原子的重力不計(jì)，認(rèn)為做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題設(shè)條件“圓筒轉(zhuǎn)過(guò)角度小于90°”，即可判斷圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；時(shí)間可由t=

θ

ω

=

s

v

求解，根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式v=

x

t

求解銀原子的速率．

解答：解：
A、據(jù)題，銀原子從d打在圓筒內(nèi)壁b點(diǎn)時(shí)其間圓筒轉(zhuǎn)過(guò)角度小于90°，則知圓筒沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、銀原子在筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t=

θ

ω

，故B錯(cuò)誤．
C、D、銀原子速率為 v=

2R

t

=

2R

θ ω

=

2Rω

θ

，而θ=

s

R

，則得 v=

2ωR2

s

，故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng)：本題要掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)中角速度、線速度與時(shí)間的關(guān)系，抓住銀原子與圓筒運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性進(jìn)行解題．