Question

宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質量．假設某同學根據(jù)這種環(huán)境設計了如圖所示的裝置(圖中O為光滑的小孔)來間接測量小物塊的質量：給待測小物塊一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動．設航天器中有基本測量工具．

(1)小物塊與桌面間的摩擦力可以忽略不計，原因是什么？

(2)實驗時需要測量的物理量是什么？

(3)請寫出待測小物塊質量的表達式．

 

Answer 1

【答案】

見解析

【解析】(1)由于處于完全失重狀態(tài)，小物塊與桌面間無壓力，小物塊在桌面上轉動不受摩擦力作用．

(2)小物塊做圓周運動的半徑r、周期T(或t時間內的轉數(shù)n)和彈簧測力計的示數(shù)F.

(3)由于彈簧測力計的示數(shù)F為對小物塊的拉力大小，該力提供向心力，由公式，可得，，則 (或)

思路分析：由于處于完全失重狀態(tài)，小物塊與桌面間無壓力，小物塊在桌面上轉動不受摩擦力作用．于彈簧測力計的示數(shù)F為對小物塊的拉力大小，該力提供向心力，由公式，

試題點評：本題考查了利用物體做圓周運動，在失重的情況下測量物體的質量，是一道能力型題目