题目

题型：不详难度：来源：

某科研人员随宇宙飞船进入太空绕地球做匀速圆周运动，为了测量物体的质量他设置了如图所示装置：将待测物体与细线一端相连，把物体放在桌面上，细线的另一端通过桌面上的光滑小孔O与弹簧秤的挂钩相连，弹簧秤再用细线与飞船壁相连．给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，利用宇宙飞船中备有的基本测量工具就可以简接地测量物体的质量了．
（1）看成质点的待测物体它在桌面上做匀速圆运动的向心力是由______力提供的．实验时需要测量的物理量是______．
（2）计算待测物体质量的表达式为 m=______．
（3）在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中______（ 填“能”或“不能”）用天平来测量物体的质量．

答案

（1）物体做圆周运动靠细线的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得，F=mR(

2π

T

)2，可知测量的物理量有：弹簧秤的示数F、圆周运动的半径R、圆周运动的周期T（或n周的时间t）．
（2）根据F=mR(

2π

T

)2，知m=

FT2

4π2R

．若测量n周的时间t，则周期T=

t

n

，则m=

Ft2

4π2Rn2

．
（3）由于处于完全失重状态，物体对托盘的压力为零，则无法用天平测出物体的质量．
故答案为：（1）细线拉力．弹簧秤的示数F、圆周运动的半径R、圆周运动的周期T（或n周的时间t）．
（2）

FT2

4π2R

（或

Ft2

4π2Rn2

）
（3）不能