Question

6．神十航天員北京時間2013年6月20日上午10點在太空給地面的學生講課．此次太空授課主要面向中小學生，其中有失重條件下物體運動的特點，及在失重的情況下如何測量物體的質量．第一次在太空中展示如何用牛頓定律測質量；測量的示意圖如圖所示，測量的方法為：先把航天員固定在人體支架上，然后另一航天員將其向外拉到一定位置松手（圖甲所示），最后支架會在彈簧恒定彈力的作用下拉回到初始位置（圖乙所示）．

假設支架向外伸長的位移為S，彈簧對支架的作用力為恒力，大小為F，支架回到初始位置所用時間為t，我們可以利用慣性質量與引力質量相等原理，則測量者的質量為（　�。�

• A． $m=\frac{{F{t^2}}}{S}$
• B． $m=\frac{{F{t^2}}}{2S}$
• C． $m=\frac{{F{t^2}}}{4S}$
• D． $m=\frac{Ft}{2S}$

Answer 1

分析 根據位移時間關系求解加速度大小，根據牛頓第二定律求解人體的質量．

解答 解：設人運動過程中的加速度大小為a，則：S=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，解得：a=$\frac{2S}{{t}^{2}}$；
根據牛頓第二定律可得：F=ma，解得：m=$\frac{F}{a}=\frac{F{t}^{2}}{2S}$，B正確、ACD錯誤；
故選：B．

點評 對于牛頓第二定律的綜合應用問題，關鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況，利用牛頓第二定律或運動學的計算公式求解加速度，再根據題目要求進行解答；知道加速度是聯系靜力學和運動學的橋梁．