Question

做圆轨道上稳定运行的飞船内，宇航员为了验证向心力公式，设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）：给待测物体一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动．该飞船内具有基本测量工具．
（1）实验时需要测量的物理量是

弹簧秤示数F、物块质量m、物块到小孔O的距离r、物块转n圈时间t

；（写出描述物理量的文字和符号）
（2）若向心力公式成立，则上述物理量的关系式：

F=m(

2nπ

t

)2r

．

Answer 1

分析：（1）实验时需要测量的物理量是物块质量m、弹簧秤示数F、圆周运动的半径R和周期T．
（2）弹簧秤的拉力提供物体的向心力，由牛顿第二定律研究向心力的表达式．

解答：解：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：
F=m(

2nπ

t

)2r
所以实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、物块质量m、物块到小孔O的距离r、物块转n圈时间t．
故答案为：弹簧秤示数F、物块质量m、物块到小孔O的距离r、物块转n圈时间t； F=m(

2nπ

t

)2r

点评：本题是实际问题的近似，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．