Question

人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知，：弹簧振子做简谐运动的周期为（其中m时振子的质量，k时弹簧的劲度系数）．他们设计了一种装置来间接测量物体的质量，如图1所示，A时带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m，B时待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，当他们有一块秒表．
（1）请你简要地写出测量待测物体质量的方法，测量的物理量用字母表示
①    ；
②    ．
（2）用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m=   
（3）由于在太空中受到条件闲置，只能把该装置放在如图2所示的粗糙的水平桌上进行操作，则该操作对该实验结果    （填“有”或“无”）影响，因为    ．

Answer

（1）分别测出不放B时和将B固定在A上时弹簧振子完成30次全振动的时间．
（2）根据T=求出弹簧振子的周期，根据弹簧振子做简谐运动的周期公式，求出待测物体质量．
（3）在太空中把该装置放在如图2所示的粗糙的水平桌上进行操作时，由于装置处于完全失重状态，对支持面没有压力，该装置不受摩擦力，弹簧振子的周期不变．
【解析】
（1）①运用累积法测量周期：不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1，弹簧振子的周期T1=，
②将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2，弹簧振子的周期T2=．
（2）根据T=分别得出两种情况下弹簧振子的周期T1=，T2=，代入弹簧振子做简谐运动的周期公式得：，，
联立以上几式得
   m=
（3）在太空中把该装置放在如图2所示的粗糙的水平桌上进行操作时，由于装置处于完全失重状态，对支持面没有压力，该装置不受摩擦力，弹簧振子的周期不变，即该操作对该实验结果没有影响．
故答案为：
（1））①不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1．
②将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2．
（2）
（3）无，物体与支持面之间没有摩擦力，弹簧振子的周期不变．