Question

【題目】由于在空間站處于完全失重狀態，不能利用天平等儀器測量質量，為此某同學為空間站設計了如圖所示的實驗裝置，用來測量彈簧的勁度系數和小球質量。圖中左側擋板處裝有力傳感器。水平軌道B處裝有光電門，可以測量出小球經過光電門的時間。已知彈簧的彈性勢能表達式為Ep=kx2，其中k為彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量，小球直徑為D。

(1)用水平力作用在小球上，使彈簧的壓縮長度為x，力傳感器的示數為F，則彈簧的勁度系數k=_____________。

(2)撤去水平力，小球被彈出后沿水平軌道運動，通過B處光電門的時間為t，據此可知，小球被彈出時的速度大小v=___________，小球的質量m=____________。

Answer 1

【答案】

【解析】（1）力傳感器的示數為F，可知彈簧的彈力為F，則彈簧的勁度系數k=。

（2）小球被彈出時的速度大小v=；

由能量關系： ，解得小球的質量。