Question

卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．假设某同学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．设航天器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有弹簧秤的示数F、待测物体做N次匀速圆周运动所用的时间t、运动的轨道半径为R．则待测物体质量的表达式为m=    ．

Answer 1

【答案】分析：使用滑动摩擦力公式解决问题1，问题2中向心力由绳子拉力来提供，使用t、R可求周期，则考虑使用向心力与周期的关系来解．
解答：解：（1）由滑动摩擦力公式F_f=μF_N知，当卫星处于完全失重状态，物体与桌面间不存在弹力，摩擦力可忽略不计；
（2）物体做匀速圆周运动的周期，对物体受力分析知，绳子拉力提供向心力，即，
代入T可解得．
故答案为：（1）卫星处于完全失重状态，物体与桌面间不存在弹力    （2）
点评：航天器作环绕运动时，处于完全失重状态，而完全失策状态下，物体与桌面的弹力为0；向心力公式的选择应参考题中已知的物理量灵活选择．