Question

1920年科學(xué)家斯特恩測定氣體分子速率的裝置如圖所示，A、B為一雙層共軸圓筒形容器，外筒半徑為R內(nèi)筒半徑為r，可同時繞其幾何軸經(jīng)同一角速度ω高速旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)部抽成真空．沿幾何軸裝有一根鍍銀的鉑絲K，在鉑絲上通電使其加熱，銀分子（即原子）蒸發(fā)成氣體，其中一部分分子穿過A筒的狹縫a射出到達(dá)B筒的內(nèi)表面．由于分子由內(nèi)筒到達(dá)外筒需要一定時間．若容器不動，這些分子將到達(dá)外筒內(nèi)壁上的b點，若容器轉(zhuǎn)動，從a穿過的這些分子仍將沿原來的運動方向到達(dá)外筒內(nèi)壁，但容器靜止時的b點已轉(zhuǎn)過弧長s到達(dá)b’點．（1）這個實驗運用了______規(guī)律來測定；
（2）測定該氣體分子的最大速度大小表達(dá)式為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）氣體分子做勻速直線運動，轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運動，兩中運動同時發(fā)生，互不影響；
（2）氣體分子從a到達(dá)b的過程中，轉(zhuǎn)盤盤上外邊緣點轉(zhuǎn)過s的弧長，根據(jù)時間相等并結(jié)合v=ωR列式計算．
解答：解：（1）氣體分子運動和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動同時發(fā)生，互不影響；
故答案為：運動的等時性．
（2）氣體分子運動時間為：；
轉(zhuǎn)盤邊緣上點線速度為，故轉(zhuǎn)動時間為：；
兩個運動同時發(fā)生，故
解得
v=
故答案為：．
點評：本題關(guān)鍵是根據(jù)兩個物體的直線運動和轉(zhuǎn)動同時發(fā)生，時間相等，然后根據(jù)速度和線速度的定義列式求解．