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随着航天技术的发展,许多实验可以搬到太空中进行,飞船绕地球做匀速圆周运动时,无法用天平称量物体的质量.假设某宇航员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.设飞船中具有基本测量工具..实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、圆周运动的周期T、
圆周运动的轨道半径R
圆周运动的轨道半径R
;待测物体质量的表达式为
FT2
4π2R
FT2
4π2R
(用测定量表示).
分析:物体做圆周运动时,由于物体处于完全失重状态,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达式,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:因为卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面没有压力,所以物体与桌面间没有摩擦力;
物体做匀速圆周运动的向心力由拉力提供,根据牛顿第二定律有:
  F=m
4π2
T2
R,则得m=
FT2
4π2R

可知要测出物体的质量,则需测量弹簧秤的示数F,圆周运动的轨道半径R,以及物体做圆周运动的周期T.
故答案为:圆周运动的轨道半径R;
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.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

随着航天技术的发展,许多实验可以搬到太空中进行.飞船绕地球做匀速圆周运动时,无法用天平称量物体的质量.假设某宇航员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.设飞船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:
物体与接触面间几乎没有压力,摩擦力几乎为零
物体与接触面间几乎没有压力,摩擦力几乎为零

(2)实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、圆周运动的周期T和
圆周运动的半径R
圆周运动的半径R

(3)待测物体质量的表达式为
m=
FT2
4π2R
m=
FT2
4π2R

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科目:高中物理 来源: 题型:

随着航天技术的发展,在地球周围有很多人造飞行器,其中有一些已超过其设计寿命且能量耗尽.每到太阳活动期,地球的大气层会变厚,这时有些飞行器在大气阻力的作用下,运行的轨道高度将逐渐降低(在其绕地球运动的每一周过程中,轨道高度变化很小均可近似视为匀速圆周运动).为了避免飞行器坠入大气层后对地面设施及人员造成安全威胁,人们设想发射导弹将其在运行轨道上击碎.具体设想是:在导弹的弹头脱离推进装置后,经过一段无动力飞行,从飞行器后下方逐渐接近目标,在进入有效命中距离后引爆弹头并将该飞行器击碎.对于这一过程中的飞行器及弹头,下列说法中正确的是(  )

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随着航天技术的发展,在地球周围有很多人造飞行器,其中有一些已超过其设计寿命且能量耗尽。每到太阳活动期,地球的大气层会变厚,这时有些飞行器在大气阻力的作用下,运行的轨道高度将逐渐降低(在其绕地球运动的每一周过程中,轨道高度变化很小,均可近似视为匀速圆周运动)。为了避免飞行器坠入大气层后对地面设施及人员造成安全威胁,人们设想发射导弹将其在运行轨道上击碎。具体设想是:在导弹的弹头脱离推进装置后,经过一段无动力飞行,从飞行器后下方逐渐接近目标,在进入有效命中距离后引爆弹头并将该飞行器击碎。对于这一过程中的飞行器及弹头,下列说法中正确的是(    )

A.飞行器轨道高度降低后,它做圆周运动的速率变大

B.飞行器轨道高度降低后,它做圆周运动的周期变大

C.弹头在脱离推进装置之前,始终处于失重状态

D.弹头引爆前瞬间,弹头的加速度一定小于此时飞行器的加速度

 

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