Question

【題目】天宮二號(hào)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在這種環(huán)境中無(wú)法用天平測(cè)量物體的質(zhì)量。宇航員利用以下實(shí)驗(yàn)測(cè)量物體的質(zhì)量：圖中O點(diǎn)裝有一力傳感器（大小不計(jì)），小物體通過(guò)細(xì)繩與傳感器連接，將細(xì)繩拉直，給物體一個(gè)初速度，讓它在桌面上繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；讀得拉力傳感器示數(shù)F、測(cè)得小球轉(zhuǎn)動(dòng)n圈的時(shí)間為t、細(xì)繩長(zhǎng)為L。

(1)在天宮二號(hào)中不能直接用天平測(cè)量物體質(zhì)量的原因是______________________；

(2)該小物體的質(zhì)量m=__________________（用所測(cè)物理量符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】 （1）物體處于完全失重狀態(tài) （2）

【解析】（1）天宮二號(hào)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所有的物體均處于完全失重狀態(tài)。天平依據(jù)物體對(duì)兩托盤(pán)的壓力平衡原理，測(cè)量質(zhì)量。在完全失重時(shí)物體對(duì)托盤(pán)的壓力為零，故不能用于測(cè)量物體的質(zhì)量。

（2）小物體轉(zhuǎn)動(dòng)n圈的時(shí)間為t，則可知小物體圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=L，據(jù)向心力公式可知，物體的質(zhì)量為。