Question

17．2013年，宇航员王亚平在太空授课活动中演示了测质量的实验，助教聂海胜将自己固定在支架一端，王亚平将连接运动机构的弹簧拉到指定位置，如图所示．松手后，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力，使弹簧回到初始位置，同时用光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间，就能测出聂海胜的质量．则（　　）

• A． 测量时仪器必须水平放置
• B． 测量时仪器必须竖直放置
• C． 其测量原理根据万有引力定律
• D． 其测量原理根据牛顿第二定律

Answer 1

分析 根据速度和时间，结合速度时间公式求出航天员的加速度，根据牛顿第二定律求出物体的质量．

解答 解：A、因为航天员处于完全失重状态，测量仪器不论在什么方向上，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力都是人所受的合力．适用测量时一起的位置不一定需水平、也不一定需竖直．故A、B错误．
C、天宫中的质量测量仪，应用的物理学原理是牛顿第二运动定律：F（力）=m（质量）×a（加速度）．质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，计算出加速度a=$\frac{△v}{△t}$，再根据牛顿第二定律就能够计算出物体的质量．故C错误，D正确．
故选：D．

点评 本题主要考查了天宫中的质量测量仪的原理，知道牛顿第二运动定律：F（力）=m（质量）×a（加速度），难度不大，属于基础题．