Question

科學(xué)家為了測(cè)定一在繞地球運(yùn)行的不明物體的質(zhì)量m₁，發(fā)射一個(gè)探測(cè)器去接觸此物體．接觸以后，打開探測(cè)器尾部的推進(jìn)器，使之與不明物體共同加速了10s，如圖所示，加速過程中，推測(cè)器的傳感器顯示二者間的作用力為F_N=750N．已知探測(cè)器的質(zhì)量為m₂=3×10³kg，推進(jìn)器的平均推力約為F=1200N．求：
（1）在加速10s的過程中，探測(cè)器速度的改變量；
（2）不明物體的質(zhì)量m₁．

Answer 1

分析：（1）對(duì)探測(cè)器受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求出加速度，再根據(jù)速度時(shí)間公式求出速度改變量；
（2）對(duì)不明物體運(yùn)用牛頓第二定律列式可以直接求出其質(zhì)量．

解答：解：根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)m₂，有：F-F_N=m₂a　　　　　           　　 
根據(jù)速度時(shí)間公式，有：△v=at
解得：
△v=1.5m/s
a=0.15m/s²   
故探測(cè)器速度的改變量為1.5m/s．
（2）根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)m₁，有：F_N=m₁a
解得：m₁=5×10³kg
故不明物體的質(zhì)量為5×10³kg．

點(diǎn)評(píng)：本題是向我們展示了一種利用牛頓第二定律測(cè)量未知物體質(zhì)量的方法，先根據(jù)牛頓第二定律求出探測(cè)器的加速度，再對(duì)未知物體運(yùn)用牛頓第二定律列式求解其質(zhì)量．