Question

（2013?長寧區(qū)一模）如圖所示，測定氣體分子速率的部分裝置放在高真空容器中，A、B是兩個圓盤，繞一根共同軸以相同的轉速n=25r/s勻速轉動．兩盤相距L=20cm，盤上各開一很窄的細縫，兩盤細縫之間成6°的夾角，圓盤轉一周的時間為

0.04

s；如果某氣體分子恰能垂直通過兩個圓盤的細縫，則氣體分子的最大速率為

300

 m/s．

Answer 1

分析：（1）已知轉速，應用轉速與周期的關系公式可以求出圓盤轉一周所需時間，即周期；
（2）通過A盤細縫的氣體分子豎直向上勻速運動，當氣體分子運動到B盤位置時，如果B盤在豎直方向上轉過的角度是6°，則氣體分子能通過B盤縫隙，否則不能通過B盤縫隙，由角速度公式求出盤轉過6°需要的時間，
然后由勻速運動的速度公式可以求出氣體分子的速率．

解答：解：（1）圓盤轉一周的時間，即周期T=

1

n

=

1

25

=0.04s；
（2）將一定速率的分子垂直板面射向A板細縫，調節(jié)圓盤的轉速，
使轉速從零逐漸增大，當分子首次垂直通過兩盤的細縫時，測得圓盤轉速為n，即可求分子速率．若求角速度，要先把角度要變?yōu)榛《龋?°=2π×

6

360

=

π

30

，
轉速為n．由于分子水平運動20 cm的時間等于圓盤轉過6°的時間，
則

0.2

v0

=

π 30

2πn

，解得v₀=12n=300m/s；
故答案為：0.04；300．

點評：知道分子運動20cm所需時間與圓盤轉過6°需要的時間相等是正確解題的前提與關鍵．