Question

1920年科學(xué)家斯特恩運(yùn)用圓周運(yùn)動規(guī)律測定了氣體分子（銀蒸汽分子）速度的大�。畬嶒炑b置如圖所示，A、B為半徑分別為r、R的共軸圓柱形容器，它們可以相同的角速度繞同一軸高速旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)部為真空．一根鍍銀的鉑絲k沿幾何軸安裝，通電使其加熱，銀分子（即原子）蒸發(fā)形成氣體．當(dāng)圓柱筒靜止時，銀分子（原子）通過A筒上的狹縫a射到外筒壁上，在筒壁上形成一條附著線b；當(dāng)圓柱筒以角速度ω逆時針高速轉(zhuǎn)動時，附著線移至b′處，兩附著線間的弧長為s，則分子的運(yùn)動速率

 

．

Answer 1

分析：氣體分子做勻速直線運(yùn)動，轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動，兩種運(yùn)動同時發(fā)生，互不影響；氣體分子從a到達(dá)b的過程中，轉(zhuǎn)盤盤上外邊緣點(diǎn)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：氣體分子運(yùn)動和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動同時發(fā)生，互不影響；這個實驗運(yùn)用了運(yùn)動的等時性規(guī)律測定．
氣體分子運(yùn)動時間為：t=

R-r

v

轉(zhuǎn)盤邊緣上點(diǎn)線速度為，故轉(zhuǎn)動時間為：t=

S

ωr

；
兩個運(yùn)動同時發(fā)生，故t=

R-r

v

=

S

ωR

；
解得v=

(R-r)Rω

S

；
故答案為：

(R-r)Rω

S

．

點(diǎn)評：本題關(guān)鍵是根據(jù)兩個物體的直線運(yùn)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．