Question

随着航天技术的发展，许多实验可以搬到太空中进行。飞船绕地球做匀速圆周运动时，无法用天平称量物体的质量。假设某宇航员在这种环境下设计了如图所示装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设飞船中具有基本测量工具。            

（1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是_____________________；

（2）实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、_______________和________________；（写出描述物理量的文字和符号）

（3）待测物体质量的表达式为________________。

Answer

（1） 物体与接触面间几乎没有压力，摩擦力几乎为零；

（2） 圆周运动的周期T和轨道半径R；

（3）

【解析】

试题分析：（1）弹力是产生摩擦力的前提条件，没有摩擦力一定没有弹力．由题，物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，其原因是物体与接触面间几乎没有压力，摩擦力几乎为零．

（2）（3）据题，物体在桌面上做匀速圆周运动，物体与桌面间的摩擦力忽略不计，由弹簧秤的拉力提供物体的向心力．根据牛顿第二定律得：；得到：

所以实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、圆周运动的半径R和周期T。

考点：圆周运动的规律

【名师点睛】本题是利用匀速圆周运动来测物体的质量，实际问题的近似，基本原理是合力提供向心力，根据关系式确定需要测量的物理量。