Question

宇宙飞船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中设计了如右图13所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测量物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设航天器中备有必要的基本测量工具．
（1）物体与桌面间的摩擦力

可以

忽略不计（选填“可以”或“不能”），原因是

物体处于完全失重状态，对支持面没有压力，摩擦力为零

；
（2）物体做匀速圆周运动的向心力数值上等于

A

（选填“A．弹簧秤的拉力”或“B．物体的重力”，选填字母“A”或“B”）
（3）实验时需要测量的物理量是：圆周运动的周期T、弹簧秤示数F、

圆周运动半经r

；（写出被测物理量的名称和字母）
（4）待测质量的表达式为m=

FT2

4π2r

．

Answer 1

分析：宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体做圆周运动时，由于物体也处于完全失重状态，对支持面没有压力，则物体做圆周运动的向心力由拉力提供，结合牛顿第二定律列出表式，从而得出待测物体质量的表达式以及所需测量的物理量．

解答：解：（1）因为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，所以物体与桌面间的摩擦力为零；
（2）物体做匀速圆周运动的向心力由弹簧的拉力提供．
（3）、（4）根据牛顿第二定律有：F=m

4π2

T2

r，得：m=

FT2

4π2r

可知要测出物体的质量，则需测量弹簧秤的示数F，圆周运动的半径r，以及物体做圆周运动的周期T．
故答案为：（1）可以．物体处于完全失重状态，对支持面没有压力，摩擦力为零．（2）A．（3）圆周运动半经r．（4）

FT2

4π2r

．

点评：解决本题的关键知道物体做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．