高中物理匀速圆周运动填空题

如图甲所示，2011年11月3日凌晨，我国“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验，这是我国载人太空飞行的又一个里程碑，设想在未来的时间里我国已经建成空间站，空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态，此时无法用天平称量物体的质量，某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示，光电传感器B能够接受光源A发出的细微光束，若B被档光就将一个电信号给与连接的电脑，将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上，N处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动

（1）实验时，从电脑中读出小球自第一次至第n次通过最高点的总时间t，和测力计示数F，除此之外，还需要测量的物理量是：____________________
（2）被测小球质量的表达式为m=___________________（用（1）中的物理量的负号表示）

（1）如图甲所示，是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号（如图乙所示）。设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为26.0 mm、50.0 mm、74.0mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm，由此可验证机械能守恒定律．已知电动机铭牌上标有“1200 r／min”字样．根据以上内容回答下列问题．

①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=   s．
②根据图乙所给的数据可知：毛笔画下记号“3”时，圆柱棒下落的速度V₃=   m/s；画下记号“6”时，圆柱棒下落的速度V₆=   m/s；在毛笔画下记号“3到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的变化量为
       J，重力势能的变化量为       J．由此可得出的结论是：                                  。
(g取9.8m/s²,结果保留三位有效数字)

如右图所示，OAB是刚性轻质直角三角形支架，边长AB＝20cm，∠OAB＝30°；在三角形二锐角处固定两个不计大小的小球，A角处小球质量为1kg，B角处小球质量为3kg。现将支架安装在可自由转动的水平轴上，使之可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。装置静止时，AB边恰好水平。若将装置顺时针转动30°，至少需做功为__________J，若将装置顺时针转动30°后由静止释放，支架转动的最大角速度为__________。

卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具（弹簧秤、秒表、刻度尺）。

（1）物体与桌面间没有摩擦力，原因是             ；
（2）实验时需要测量的物理量是              ；
（3）待测质量的表达式为m=                 。