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高一物理必修一题一探照灯照射在云层底面上,这底面是与地面平行的平面,云层底面髙H,探照灯以角速度W在竖直平面内转动,当光速与竖直线的夹角为A时,此刻云层底面上光点的移动速度等于?

2019-04-20

高一物理必修一题一探照灯照射在云层底面上,这底面是与地面平行的平面,云层底面髙H,探照灯以角速度W在竖直平面内转动,当光速与竖直线的夹角为A时,此刻云层底面上光点的移动速度等于?
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ωh/cos²θ 解析: 首先明确下线速度与角速度的关系 v=ωR 这个是怎么来的呢?首先周T等于圆周长除以线速度 T=2πR/V 角速度等于圆周角度除以周期 ω=2π/T 于是可以得出 2πR/V=2π/ω →V=ωR 针对这个题,光点的速度可以分解为两个方向上的合速度:一个是半径为光点到探照灯距离为半径的圆周运动的线速度(这个半径是在不断变化的),第二个是沿探照灯指向光点方向的速度。 你可以画一个图,当夹角为θ时,光点的运动速度方向是水平向右的,可以分解到垂直光线方向和沿光线方向两个速度。 设光点运动速度为V,则垂直光线方向的分速度为 V1=Vcosθ (一定要画图),V1即可理解为半径为R的圆周运动的线速度 这里 当光束与竖直线夹角为θ时,光点到探照灯的距离即是半径R 由图有 R=h/cosθ 线速度为 V1=ωR=ωh/cosθ 于是有 V1=ωR=ωh/cosθ=Vcosθ 于是可得 V=ωh/cos²θ ωh/cos²θ 解析: 首先明确下线速度与角速度的关系 v=ωR 这个是怎么来的呢?首先周T等于圆周长除以线速度 T=2πR/V 角速度等于圆周角度除以周期 ω=2π/T 于是可以得出 2πR/V=2π/ω →V=ωR 针对这个题,光点的速度可以分解为两个方向上的合速度:一个是半径为光点到探照灯距离为半径的圆周运动的线速度(这个半径是在不断变化的),第二个是沿探照灯指向光点方向的速度。 你可以画一个图,当夹角为θ时,光点的运动速度方向是水平向右的,可以分解到垂直光线方向和沿光线方向两个速度。 设光点运动速度为V,则垂直光线方向的分速度为 V1=Vcosθ (一定要画图),V1即可理解为半径为R的圆周运动的线速度 这里 当光束与竖直线夹角为θ时,光点到探照灯的距离即是半径R 由图有 R=h/cosθ 线速度为 V1=ωR=ωh/cosθ 于是有 V1=ωR=ωh/cosθ=Vcosθ 于是可得 V=ωh/cos²θ
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