一道必修二物理题目(匀速圆周运动)直径为d的纸制圆筒,以角速度w绕中心轴匀速转动,把枪口垂直圆筒轴线,使子弹穿过圆筒,结果发现圆筒上只有一个弹孔,则子弹的速度可能是?为什么可能是 dw/π dw/3π
问题描述:
一道必修二物理题目(匀速圆周运动)
直径为d的纸制圆筒,以角速度w绕中心轴匀速转动,把枪口垂直圆筒轴线,使子弹穿过圆筒,结果发现圆筒上只有一个弹孔,则子弹的速度可能是?为什么可能是 dw/π dw/3π
答
由题意得:当子弹走了d时,圆筒应转了nπ弧度(n=1、2、3……)
圆筒角速度为w,则其线速度v1=w×½d,旋转nπ经过路程为s=nπ/2π×πd=½nd,时间t=s/v1=½nd/(w×½d)=nπ/w
这段时间内子弹的位移为d,易得子弹速度v2=d/t=dw/nπ
取n=1和3即得所求
答
从题目意思可看出,子弹通过圆筒直径所用的时间 t =KT+(T / 2),
式中K为0,1,2,3.......,T为圆筒的转动周期。
即子弹速度 V=d / t ,而对圆筒有角速度 ω=2*π / T ,
所以 V=d / [ KT+(T / 2)]=2d /[ (2K+1)T ]=d*ω / [ (2K+1)π ]
显然,当K=0时,V=d*ω / π
当K=1时,V=d*ω / 3π
答
只有一个单孔,说明子弹从进来的空出去的,也就是子弹经过圆筒直径的距离,圆筒转过N+0.5圈,(n+0.5)*2π/w=2nπ+π的时间子弹经过d的长度所以子弹速度为d/(2nπ+π)
答
可能转半圈,也可能一圈半,两圈半………
答
子弹由原来的孔穿出去了,所以子弹在直径为d的纸制圆筒内走完d距离时,圆筒至少转180度,即π ,子弹在π +2nπ 时间内走了d距离
有取n=0为 时间为π/w,速度=d/(π/w)=dw/π
依次类推当n=1时,速度=dw/3π