Question

隨著航天技術的發展，許多實驗可以搬到太空中進行。飛船繞地球做勻速圓周運動時，無法用天平稱量物體的質量。假設某宇航員在這種環境下設計了如圖所示裝置（圖中O為光滑的小孔）來間接測量物體的質量：給待測物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動，設飛船中具有基本測量工具。

(1)物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計，原因是_____________________；
(2)實驗時需要測量的物理量是彈簧秤示數F、_______________和________________；（寫出描述物理量的文字和符號）
(3)待測物體質量的表達式為________________。

Answer 1

(1) 物體與接觸面間幾乎沒有壓力，摩擦力恢復恢復幾乎為零_；(2) 圓周運動的周期T和_軌道半徑R（3）

試題分析：（1）彈力是產生摩擦力的前提條件，沒有摩擦力一定沒有彈力．由題，物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計，其原因是物體與接觸面間幾乎沒有壓力，摩擦力幾乎為零．
（2）、（3）據題，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．根據牛頓第二定律得：得到：
所以實驗時需要測量的物理量是彈簧秤示數F、圓周運動的半徑R和周期T．
點評：本題是實際問題的近似，基本原理是合力提供向心力，根據關系式確定需要測量的物理量．