Question

6．2013年6月20日，我國第一位“太空教師”王亞平舉行的太空授課，其中一個(gè)內(nèi)容是太空質(zhì)量的測(cè)量．實(shí)驗(yàn)過程是聶海勝把自己固定在“質(zhì)量測(cè)量?jī)x”支架一端，王亞平拉開支架，一放手，支架在彈簧的作用下回復(fù)原位．LED屏顯示出聶海勝的質(zhì)量．
其原理是：如圖所示，將物體固定在支架上，利用質(zhì)量測(cè)量?jī)x產(chǎn)生一個(gè)恒定的力，將支架拉回到初始位置，從而測(cè)出物體的加速度，就能計(jì)算出物體的質(zhì)量．
（1）若支架拉開距離為S，質(zhì)量測(cè)量?jī)x產(chǎn)生恒力為F．你認(rèn)為還要測(cè)出物理量是時(shí)間t就可以簡(jiǎn)便地算出物體的質(zhì)量，其表達(dá)式為m=$\frac{F{t}^{2}}{2s}$．
（2）你認(rèn)為哪些因素會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果：位移、時(shí)間讀數(shù)不準(zhǔn)確，或者支架的質(zhì)量影響．（至少寫出兩條）

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出加速度大小，然后由牛頓第二定律列方程求解人的質(zhì)量；
根據(jù)m的推導(dǎo)式可判讀誤差原因．

解答 解：（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
知加速度：a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$
由牛頓第二定律：F=ma
故人的質(zhì)量：m=$\frac{F}{a}$=$\frac{F{t}^{2}}{2s}$，故還需要測(cè)量運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
（2）根據(jù)前面推導(dǎo)可得：所測(cè)人質(zhì)量m═$\frac{F{t}^{2}}{2s}$-m_支架，產(chǎn)生誤差的原因，位移、時(shí)間讀數(shù)不準(zhǔn)確，或者支架的質(zhì)量影響．
故答案為：（1）時(shí)間t，m=$\frac{F{t}^{2}}{2s}$；
（2）位移、時(shí)間讀數(shù)不準(zhǔn)確，或者支架的質(zhì)量影響．

點(diǎn)評(píng) 本題考查牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的基本應(yīng)用，另外需了解：在太空艙中，物體處于完全失重狀態(tài)，與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)無法完成