Question

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

Answer 1

解：(1)根據牛頓第二定律，對m₂，有：F-F_N=m₂a　　　　　           　　 
根據速度時間公式，有：△v=at
解得：
△v=1.5m/s
a=0.15m/s²   
故探測器速度的改變量為1.5m/s．
（2）根據牛頓第二定律，對m₁，有：F_N=m₁a
解得：m₁=5×10³kg
故不明物體的質量為5×10³kg．
分析：（1）對探測器受力分析，然后根據牛頓第二定律列方程求出加速度，再根據速度時間公式求出速度改變量；
（2）對不明物體運用牛頓第二定律列式可以直接求出其質量．
點評：本題是向我們展示了一種利用牛頓第二定律測量未知物體質量的方法，先根據牛頓第二定律求出探測器的加速度，再對未知物體運用牛頓第二定律列式求解其質量．