Question

宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，所以在這種環(huán)境中已無(wú)法用天平稱量物體的質(zhì)量．假設(shè)某同學(xué)根據(jù)這種環(huán)境設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置(圖中O為光滑的小孔)來(lái)間接測(cè)量小物塊的質(zhì)量：給待測(cè)小物塊一個(gè)初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)航天器中有基本測(cè)量工具．

(1)小物塊與桌面間的摩擦力可以忽略不計(jì)，原因是什么？

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量的物理量是什么？

(3)請(qǐng)寫(xiě)出待測(cè)小物塊質(zhì)量的表達(dá)式．

 

Answer 1

【答案】

見(jiàn)解析

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

(2)小物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r、周期T(或t時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)n)和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F.

(3)由于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為對(duì)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(wú)壓力，小物塊在桌面上轉(zhuǎn)動(dòng)不受摩擦力作用．于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為對(duì)小物塊的拉力大小，該力提供向心力，由公式，

試題點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用物體做圓周運(yùn)動(dòng)，在失重的情況下測(cè)量物體的質(zhì)量，是一道能力型題目