有F+mg=m正确.]
2v2
r=4mg,所以F=3mg,在最高点小球受力如图所示,所以FT=3mg,A
11.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,卫星内的物体对支持面几乎无压力,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.假设某同学在该环境中设置了如图所示装置来间接测量物体的质量,给待测物体一个初速度,使之在桌面上做匀速圆周运动.设该卫星中有基本的测量工具.
(1)实验中,需要测量的物理量是____________________________________________. (2)质量的表达式为m=________(用测量物理量来表达).
解析 (1)实验需要测量的物理量有:弹簧测力计的示数F、物体到圆心的距离r以及物体转n圈所经历的时间t(因为如果只测物体转一圈的时间误差较大,应该运用累积法减小误差).
tFt2
(2)由F=mr2及T=,可得m=22.
Tn4πnr4π
2
Ft2
答案 (1)见解析 (2)22
4πnr12.如图所示,在倾角α=30°的光滑斜面上放置一质量m=2 kg的小物块C,小物块
C用一与斜面平行的细绳连接在A点,细绳的长度l0=0.2 m,当斜面连同小物块C一起绕
竖直轴AB以一定角速度匀速转动时,重力加速度g取10 m/s,求:
2
(1)当匀速转动的角速度ω=52 rad/s时,斜面对小物块C的支持力大小?
6
(2)当匀速转动的角速度ω=10 rad/s时,小物块C对斜面的压力大小? 解析 (1)对小物块进行受力分析如图,则: 竖直方向:FTsin 30°+FNcos 30°=mg
水平方向:F2
Tcos 30°-FNsin 30°=mωl0cos 30° 联立得:FN=103 N
(2)设物块对斜面的压力恰好为0时的角速度为ω0,所以: 竖直方向:FT′sin 30°=mg
水平方向:F2
T′cos 30°=mω0l0cos 30° 联立得:ω0=10 rad/s
所以当匀速转动的角速度ω=10 rad/s时,小物块C对斜面的压力恰好等于0. 答案 (1)103 N (2)0 7