某同学设计了一个测量物体质量的装置,如图所示,其中P是光滑水平面,A是质量为M的带夹子的已知质量金属块,Q是待测质量的物体(可以被A上的夹子固定).已知该装置的弹簧振子做
◎ 题目
某同学设计了一个测量物体质量的装置,如图所示,其中P是光滑水平面,A是质量为M的带夹子的已知质量金属块,Q是待测质量的物体(可以被A上的夹子固定).已知该装置的弹簧振子做简谐运动的周期为T=2π
(1)为了达到实验目的还需要提供的实验器材是:______; (2)简要写出测量方法及所需测量的物理量(用字母表示) ①______; ②______; (3)用所测物理量和已知物理量求解待测物体质量的计算式为m=______; (4)如果这种装置与天平都在太空站中使用,则______ A.这种装置不能用来测质量,天平仍可以用来测质量 B.这种装置仍可以用来测质量,天平不能用来测质量 C.这种装置和天平都可以用来测质量 D.这种装置和天平都不能用来测质量. |
◎ 答案
(1)测量时间要用秒表; (2)根据弹簧振子做简谐运动的周期公式:m=
从公式中可以看出,物体的质量与振子的震动周期有关,故需要测量它的振动周期.测量方法及所需测量的物理量: ①不放Q时用秒表测出振子振动20次(或50次)的时间t1,(或测出振子的周期T1), ②将Q固定在A上,用秒表测出振子振动20次(或50次)的时间t2,(或测出振子的周期T2) (3)两次测量对应的公式: M=
M+m=
联立①②式,解得:m=
(4)如果这种装置与天平都在太空站中使用,由于装置处于完全失重状态,物体对支持面没有压力,所以天平不能用来测质量. 弹簧振子的周期不变,这种装置仍可以用来测质量. 故选B. 故答案为:(1)秒表 (2)①不放Q时用秒表测出振子振动30次的时间t1;(或者测出振子的周期T1) ②将Q固定在A上,用秒表测出振子振动30次的时间t2(或者测出振子的周期T2 (3)
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