Question

人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)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．為了在這種環(huán)境測量物體的質(zhì)量，某科學(xué)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置（圖中O為光滑的小孔）：給待測物體一個(gè)初速度，穩(wěn)定后它在桌面上做圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)衛(wèi)星中具有基本測量工具．
①實(shí)驗(yàn)時(shí)物體與桌面間是否有滑動(dòng)摩擦力？

 

（填“是”或“否”）；
②實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測量的物理量有物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，以及

 

和

 

；
③待測質(zhì)量表達(dá)式為m=

 

．（用②小題中的物理量表示）

Answer 1

分析：（1）物體處于完全失重狀態(tài)，沒有壓力，則沒有摩擦力．
（2）根據(jù)拉力提供向心力，得出質(zhì)量的表達(dá)式，確定需要測量的物理量．

解答：解：（1）因?yàn)槲矬w處于完全失重狀態(tài)，則物體對桌面的壓力為零，所以物體與桌面間沒有滑動(dòng)摩擦力．
（2、3）物體做圓周運(yùn)動(dòng)，靠拉力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有：F=mr

4π2

T2

，解得質(zhì)量的表達(dá)式m=

FT2

4π2r

．
所以需要測量半徑r，繩子的拉力F．
故答案為：否；半徑r：繩的拉力F；

FT2

4π2r

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道物體處于完全失重狀態(tài)，以及知道物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律分析求解．