Question

科学家为了测定一在绕地球运行的不明物体的质量m₁，发射一个探测器去接触此物体．接触以后，打开探测器尾部的推进器，使之与不明物体共同加速了10s，如图所示，加速过程中，推测器的传感器显示二者间的作用力为F_N=750N．已知探测器的质量为m₂=3×10³kg，推进器的平均推力约为F=1200N．求：
（1）在加速10s的过程中，探测器速度的改变量；
（2）不明物体的质量m₁．

Answer 1

分析：（1）对探测器受力分析，然后根据牛顿第二定律列方程求出加速度，再根据速度时间公式求出速度改变量；
（2）对不明物体运用牛顿第二定律列式可以直接求出其质量．

解答：解：根据牛顿第二定律，对m₂，有：F-F_N=m₂a　　　　　           　　 
根据速度时间公式，有：△v=at
解得：
△v=1.5m/s
a=0.15m/s²   
故探测器速度的改变量为1.5m/s．
（2）根据牛顿第二定律，对m₁，有：F_N=m₁a
解得：m₁=5×10³kg
故不明物体的质量为5×10³kg．

点评：本题是向我们展示了一种利用牛顿第二定律测量未知物体质量的方法，先根据牛顿第二定律求出探测器的加速度，再对未知物体运用牛顿第二定律列式求解其质量．