Question

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：______；
（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______；
（3）待测物体质量的表达式为______．

Answer 1

（1）弹力是产生摩擦力的前提条件，没有摩擦力一定没有弹力．由题，物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，其原因是物体与接触面间几乎没有压力，摩擦力几乎为零．
（2）、（3）据题，物体在桌面上做匀速圆周运动，物体与桌面间的摩擦力忽略不计，由弹簧秤的拉力提供物体的向心力．根据牛顿第二定律得：
F=m

4π2R

T2

得到：m=

FT2

4π2R

所以实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、圆周运动的半径R和周期T．
故答案为：
（1）物体与接触面间几乎没有压力，摩擦力几乎为零．
（2）圆周运动的半径R；
（3）m=

FT2

4π2R