宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)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(zhì)量．假設(shè)某同學(xué)根據(jù)這種環(huán)境設(shè)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(zhì)量：給待測小物塊一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動．設(shè)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(shí)驗(yàn)時需要測量的物理量是什么？

(3)請寫出待測小物塊質(zhì)量的表達(dá)式．

 

【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(zhuǎn)動不受摩擦力作用．

(2)小物塊做圓周運(yùn)動的半徑r、周期T(或t時間內(nèi)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diǎn)評：本題考查了利用物體做圓周運(yùn)動，在失重的情況下測量物體的質(zhì)量，是一道能力型題目

 

練習(xí)冊系列答案
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一宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)行n圈所用的時間為t，若地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，求飛船的圓軌道離地面的高度．

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宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面幾乎沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量．假設(shè)某同學(xué)在這種環(huán)境中設(shè)計了如右圖13所示的裝置（圖中O為光滑的小孔）來間接測量物體的質(zhì)量：給待測量物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動．設(shè)航天器中備有必要的基本測量工具．
（1）物體與桌面間的摩擦力
可以
可以
忽略不計（選填“可以”或“不能”），原因是
物體處于完全失重狀態(tài)，對支持面沒有壓力，摩擦力為零
物體處于完全失重狀態(tài)，對支持面沒有壓力，摩擦力為零
；
（2）物體做勻速圓周運(yùn)動的向心力數(shù)值上等于
A
A
（選填“A．彈簧秤的拉力”或“B．物體的重力”，選填字母“A”或“B”）
（3）實(shí)驗(yàn)時需要測量的物理量是：圓周運(yùn)動的周期T、彈簧秤示數(shù)F、
圓周運(yùn)動半經(jīng)r
圓周運(yùn)動半經(jīng)r
；（寫出被測物理量的名稱和字母）
（4）待測質(zhì)量的表達(dá)式為m=
FT2
4π2r
FT2
4π2r
．

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