Question

【题目】由于在空间站处于完全失重状态，不能利用天平等仪器测量质量，为此某同学为空间站设计了如图所示的实验装置，用来测量弹簧的劲度系数和小球质量。图中左侧挡板处装有力传感器。水平轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间。已知弹簧的弹性势能表达式为Ep=kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，小球直径为D。

(1)用水平力作用在小球上，使弹簧的压缩长度为x，力传感器的示数为F，则弹簧的劲度系数k=_____________。

(2)撤去水平力，小球被弹出后沿水平轨道运动，通过B处光电门的时间为t，据此可知，小球被弹出时的速度大小v=___________，小球的质量m=____________。

Answer 1

【答案】

【解析】（1）力传感器的示数为F，可知弹簧的弹力为F，则弹簧的劲度系数k=。

（2）小球被弹出时的速度大小v=；

由能量关系： ，解得小球的质量。