Question

㈠為了定性研究阻力（摩擦阻力和空氣阻力）與速度的關系，某同學設計了如圖1所示的實驗．接通打點計時器，將拴有金屬小球的細線拉離豎直方向一個角度后由靜止釋放，小球撞擊固定在小車右端的擋板，使小車和擋板在無動力條件下一起運動，打點計時器在紙帶上打下了一系列的點，用刻度尺測出相鄰兩點間的距離，可得：
小車運動的加速度逐漸

減小

（填“增大、減小或不變”）
表明小車所受的阻力隨速度的減小而

減小

（填“增大、減小或不變”）．
㈡． 衛星繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態，在這種環境中無法用天平稱量物體的質量．于是某同學為在這種環境下，設計了如圖3所示的裝置（圖中O為光滑的小孔）來間接測量物體的質量：給待測物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動．設航天器中具有基本測量工具．
（1）物體與桌面間的摩擦力可忽略，原因是

因物體A對桌面的正壓力N=0，故物體A所受摩擦力f=0

（2）實驗時需要測量的物理量是

要測輕繩對物體A的拉力F（彈簧秤示數），物體做圓周運動的半徑R和周期T

（3）待測質量的表達式為m=

FT2

4π2R

．

Answer 1

分析：（一）根據運動學推論△x=at²，從紙帶上數據得出相鄰的△x在逐漸減小，所以小車運動的加速度逐漸減小．
根據牛頓第二定律得小車所受的阻力減小．
（二）（1）彈力是摩擦力產生的前提條件，物體A對桌面的正壓力幾乎為零，桌面給物體A的摩擦力可忽略不計．
（2）（3）摩擦力忽略不計時，由繩對物體A的拉力F提供物體的向心力，根據牛頓第二定律分析測量物體的質量需要測量的物理量和表達式．

解答：解：（一）根據運動學推論△x=at²，知道如果是勻變速直線運動，△x為定值．
從紙帶上數據得出相鄰的△x在逐漸減小，所以小車運動的加速度逐漸減小．
小車所受的阻力即為小車的合力．
根據牛頓第二定律得小車所受的阻力減小．
故答案為：減小；減小
（二）（1）：桌面給物體A的摩擦力能忽略不計，因為物體A對桌面的正壓力幾乎為零，所以摩擦力幾乎為零．
（2）（3）物體在桌面上做勻速圓周運動，由繩對物體A的拉力F提供物體的向心力，根據牛頓第二定律得
  F=m

4π2R

T2

，得到物體質量的表達式為
 m=

FT2

4π2R

所以要測量輕繩對物體A的拉力F（彈簧秤示數），物體做圓周運動的半徑R和周期T．
故答案為：
（1）能忽略．因物體A對桌面的正壓力N=0，故物體A所受摩擦力f=0
（2）要測輕繩對物體A的拉力F（彈簧秤示數），物體做圓周運動的半徑R和周期T
（3）

FT2

4π2R

點評：（一）本題考查考生處理實驗數據的能力及推理能力．（二）本題要抓住彈力與摩擦力的關系，彈力是摩擦力產生的前提條件，沒有彈力一定沒有摩擦力．