在繞地球做勻速圓周運動的宇宙飛船中,由于失重,因此無法利用天平稱出物體的質(zhì)量,科學(xué)家們用下述方法巧妙地測出了一物塊的質(zhì)量.將一帶有推進器、總質(zhì)量為m=5kg的小滑車靜止放在一平臺上,平臺與小車間的動摩擦因數(shù)為0.25,開動推進器,小車在推進器產(chǎn)生的恒力作用下從靜止開始運動,測得小車前進1.25m歷時5s.關(guān)閉推進器,將被測物塊固定在小車上,重復(fù)上述過程,測得5s內(nèi)小車前進了1.00m.問:科學(xué)家們用上述方法測得的物塊的質(zhì)量M是多少?
解:根據(jù)x=
得,小車的加速度a=
.
則恒力F=ma=0.5N.
根據(jù)x′=
得,整體的加速度a′=
則整體的質(zhì)量M+m=
則物體的質(zhì)量M=1.25kg.
答:測得的物塊的質(zhì)量M是1.25kg.
分析:根據(jù)小車前進的位移和時間求出運動的加速度,再根據(jù)小車和物塊整體運動位移和時間求出加速度,運用牛頓第二定律求出物塊的質(zhì)量.
點評:本題綜合運用牛頓第二運動定律和運動學(xué)規(guī)律,注意物體不受摩擦力,因為處于失重狀態(tài),對支撐面的壓力為0.