Question

一水平放置的圓盤繞豎直軸轉動，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2 mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準，使二者間連線與轉軸平行，分別置于；圓盤的上下兩側，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經(jīng)處理后畫出相應圖線。圖（a）為該裝置示意圖，圖（b）為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標表示時間，縱坐標表示接收到的激光信號強度，圖中Dt₁＝1.0´10^－3 s，Dt₂＝0.8´10^－3 s。

（1）利用圖（b）中的數(shù)據(jù)求1 s時圓盤轉動的角速度；

（2）說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；

（3）求圖（b）中第三個激光信號的寬度Dt₃。

Answer 1

【解析】

（1）由題圖乙讀得，轉盤的轉動周期s，故其角速度rad/s= rad/s。

（2）由題圖乙可知，圓盤轉動的角速度不變，說明圓盤在做勻速圓周運動；脈沖寬度逐漸變窄，表示光信號通過狹縫的時間逐漸減少，而狹縫的寬度為一定值，則說明圓盤上對應探測器所在的位置的線速度逐漸增加，因此激光器和探測器沿半徑由中心向邊緣移動。

（3）設狹縫寬度為，探測器接收到第個脈沖時距轉軸的距離為，第個脈沖的寬度為，激光器和探測器沿半徑的運動速度為。

得

又因為，所以，

解得：s。