如图所示,直径为d的纸制圆筒,使它以角速度ω绕轴O匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒,若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔,已知ao、bo夹角为φ,求子弹的速度.

问题描述:

如图所示,直径为d的纸制圆筒,使它以角速度ω绕轴O匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒,若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔,已知ao、bo夹角为φ,求子弹的速度.

子弹从a穿入到从b穿出圆筒时,圆筒转过的角度为π-φ,
(因为圆筒旋转不到半周,转过的角度小于π),则子弹穿过圆筒的时间为:t=

π−φ
ω

在这段时间内子弹的位移为d,则子弹的速度为:v=
d
t
=
ωd
π−φ

答:子弹的速度是
ωd
π−φ

答案解析:本题找出在子弹穿过圆筒的时间内,圆筒转过的角度是解决本题的关键,题中提到是在圆筒转动不到半周的过程中穿过的,故转过的角度是π-θ.
考试点:线速度、角速度和周期、转速.

知识点:若把原题中的“若子弹在圆筒转动不到半周的过程中”去掉,子弹的速度又如何?由于圆周运动的周期性,在求解有关运动问题时,要注意其多解性.本题找出在子弹穿过圆盘的时间内,注意圆盘的周期性,圆盘转过的角度是解决本题的关键.