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9.2011年11月3日凌晨,我國“神舟八號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器首次成功實(shí)現(xiàn)了空間交會(huì)對(duì)接試驗(yàn),這是我國載人太空飛行的又一個(gè)里程碑.設(shè)想在未來的時(shí)間里我國已經(jīng)建立了載人空間站,空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)而處于完全失重狀態(tài),此時(shí)無法用天平稱量物體的質(zhì)量,某同學(xué)設(shè)計(jì)了在這種環(huán)境中測(cè)量小球質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示:光電傳感器B能夠接受光源A發(fā)出的細(xì)激光束,若B被擋光就將一個(gè)電信號(hào)傳給與之連接的電腦,將彈簧測(cè)力計(jì)右端用細(xì)線水平連接在空間站壁上,左端栓在另一穿過了光滑水平小圓管的細(xì)線MON上,N處系有被測(cè)小球,讓被測(cè)小球在豎直面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)時(shí),從電腦中讀出小球自第1次至第n次通過最高點(diǎn)的總時(shí)間T和測(cè)力計(jì)示數(shù)F,除此之外,還需要測(cè)量的物理量有:小球圓周運(yùn)動(dòng)半徑r;被測(cè)小球質(zhì)量的表達(dá)式為m=\frac{F{T}^{2}}{4{π}^{2}{(n-1)}^{2}r} (用物理量的符號(hào)表示).

分析 空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),處于完全失重狀態(tài),被測(cè)小球在豎直面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),僅由繩子的拉力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式,得到被測(cè)小球質(zhì)量的表達(dá)式,再分析需要測(cè)量的物理量.

解答 解:被測(cè)小球在豎直面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),僅由繩子的拉力提供向心力.
小球自第1次至第n次通過最高點(diǎn)的總時(shí)間為t,則其周期為 T′=\frac{T}{n-1}
根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式得:
   F=m\frac{4{π}^{2}r}{{T′}^{2}}=m\frac{4{π}^{2}r}{{(\frac{T}{n-1})}^{2}}
聯(lián)立上兩式得:m=\frac{F{T}^{2}}{4{π}^{2}{(n-1)}^{2}r},故還需要測(cè)量的物理量是小球圓周運(yùn)動(dòng)半徑r.
故答案為:小球圓周運(yùn)動(dòng)半徑r,\frac{F{T}^{2}}{4{π}^{2}{(n-1)}^{2}r}

點(diǎn)評(píng) 解決本題關(guān)鍵要知道小球也處于完全失重狀態(tài),僅僅由繩子的拉力提供向心力,并掌握向心力的公式,即可正確解答.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.關(guān)于靜電場(chǎng),下列四種說法中正確的有( �。�
A.在電場(chǎng)中,電勢(shì)高的地方,電荷在那一點(diǎn)具有的電勢(shì)能就越大
B.只有在正電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向才指向電勢(shì)降低最快的方向
C.將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場(chǎng)力做功這零
D.在負(fù)的點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的任一點(diǎn),正電荷所具有的電勢(shì)能一定小于負(fù)電荷所具有的電勢(shì)能

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.在下列敘述中,正確的是(  )
A.一切物體都在輻射電磁波
B.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)
C.在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中,光子不可能落在暗條紋處
D.各種氣體原子的能級(jí)不同,躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量(頻率)不同,因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈
E.根據(jù)波爾理論,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.某個(gè)物體做初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),比較它在開始運(yùn)動(dòng)后第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是( �。�
A.位移大小之比是12:22:32B.中間時(shí)刻的速度之比是1:3:5
C.末速度之比是1:3:5D.平均速度之比是1:2:3

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.我們?nèi)粘I钪惺褂谩?20V  50Hz”的正弦式交變電流.這里的“220V”是指電壓的有效值(選填“峰值”、“有效值”或“瞬時(shí)值”),該交變電流的周期為0.02s.如圖所示為一正弦式電流的u-t圖象,由圖可知:該交變電流的頻率為50Hz.電壓的有效值為50\sqrt{2}V.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,a、b兩帶電小球電荷量分別為+q和-q,質(zhì)量均為m.兩球用絕緣細(xì)線相連,a球又用絕緣細(xì)線掛在O點(diǎn).加一個(gè)向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),平衡后兩線都拉緊,則兩球所處位置可能是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.在如圖所示的電路中,L1、L2是兩只都標(biāo)有“220V 100W”的燈泡,L3、L4是兩只都標(biāo)有“220V 40W”的燈泡.各燈泡的電阻分別用R1、R2、R3、R4表示,各燈泡兩端的電壓分別用U1、U2、U3、U4表示,通過各燈泡的電流分別用I1、I2、I3、I4表示,各燈泡的電功率分別用P1、P2、P3、P4表示.電路兩端的電壓是220V,溫度對(duì)電阻的影響不計(jì).下列各物理量之間關(guān)系表述正確的是( �。�
A.R1=R2>R3=R4B.I1>I2>I3=I4C.U1=U4=U2=U3D.P3<P2<P1<P4

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,請(qǐng)回答:
(1)質(zhì)點(diǎn)在AB、BC、CD段的過程各做什么運(yùn)動(dòng)
(2)AB、CD段的加速度各是多少
(3)質(zhì)點(diǎn)在2s末的速度多大
(4)全程的總位移是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.一小球沿斜坡向下做勻變速直線運(yùn)動(dòng),依次通過斜坡上的A、B、C三點(diǎn),已知AB之間的距離為6m,BC之間的距離為10m,通過AB和BC的時(shí)間t均為2s,求:
(1)小球在斜坡上運(yùn)動(dòng)的加速度;
(2)小球在A點(diǎn)的速度.

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