Question

人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．为了在这种环境测量物体的质量，某科学小组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，稳定后它在桌面上做圆周运动．设卫星中具有基本测量工具．
①实验时物体与桌面间是否有滑动摩擦力？

 

（填“是”或“否”）；
②实验时需要测量的物理量有物体做匀速圆周运动的周期T，以及

 

和

 

；
③待测质量表达式为m=

 

．（用②小题中的物理量表示）

Answer 1

分析：（1）物体处于完全失重状态，没有压力，则没有摩擦力．
（2）根据拉力提供向心力，得出质量的表达式，确定需要测量的物理量．

解答：解：（1）因为物体处于完全失重状态，则物体对桌面的压力为零，所以物体与桌面间没有滑动摩擦力．
（2、3）物体做圆周运动，靠拉力提供向心力，根据牛顿第二定律有：F=mr

4π2

T2

，解得质量的表达式m=

FT2

4π2r

．
所以需要测量半径r，绳子的拉力F．
故答案为：否；半径r：绳的拉力F；

FT2

4π2r

点评：解决本题的关键知道物体处于完全失重状态，以及知道物体做匀速圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律分析求解．