Question

做圓軌道上穩(wěn)定運行的飛船內(nèi)，宇航員為了驗證向心力公式，設(shè)計了如圖所示的裝置（圖中O為光滑的小孔）：給待測物體一個初速度，使它在水平桌面上做勻速圓周運動．該飛船內(nèi)具有基本測量工具．
（1）實驗時需要測量的物理量是

彈簧秤示數(shù)F、物塊質(zhì)量m、物塊到小孔O的距離r、物塊轉(zhuǎn)n圈時間t

；（寫出描述物理量的文字和符號）
（2）若向心力公式成立，則上述物理量的關(guān)系式：

F=m(

2nπ

t

)2r

．

Answer 1

分析：（1）實驗時需要測量的物理量是物塊質(zhì)量m、彈簧秤示數(shù)F、圓周運動的半徑R和周期T．
（2）彈簧秤的拉力提供物體的向心力，由牛頓第二定律研究向心力的表達(dá)式．

解答：解：據(jù)題，物體在桌面上做勻速圓周運動，物體與桌面間的摩擦力忽略不計，由彈簧秤的拉力提供物體的向心力．根據(jù)牛頓第二定律得：
F=m(

2nπ

t

)2r
所以實驗時需要測量的物理量是彈簧秤示數(shù)F、物塊質(zhì)量m、物塊到小孔O的距離r、物塊轉(zhuǎn)n圈時間t．
故答案為：彈簧秤示數(shù)F、物塊質(zhì)量m、物塊到小孔O的距離r、物塊轉(zhuǎn)n圈時間t； F=m(

2nπ

t

)2r

點評：本題是實際問題的近似，基本原理是合力提供向心力，根據(jù)關(guān)系式確定需要測量的物理量．