Question

2013年6月我国宇航员在天宫一号空间站中进行了我国首次太空授课活动，其中演示了太空“质量测量仪”测质量的实验，助教聂海胜将自己固定在支架一端，王亚平将连接运动机构的弹簧拉到指定位置，如图所示；松手后，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力，使弹簧回到初始位置，同时用光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间；这样，就测出了聂海胜的质量为74kg；下列关于“质量测量仪”测质量的说法正确的是

A. 测量时仪器必须水平放置    B. 测量时仪器必须竖直放置

C. 其测量原理根据万有引力定律    D. 其测量原理根据牛顿第二定律

Answer

D

【解析】试题分析：因为天宫一号空间站中航天员处于完全失重状态，测量仪器不论在什么方向上，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力都是人所受的合力．适用测量时一起的位置不一定需水平、也不一定需竖直。故A、B错误；天宫中的质量测量仪，应用的物理学原理是牛顿第二运动定律：F=ma．质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，计算出加速度，再根据牛顿第二定律就能够计算出物体的质量。故C错误，D正确．

考点：完全失重；牛顿第二定律

【名师点睛】本题主要考查了完全失重和牛顿第二定律的应用。属于中等难度题。要认识到天宫一号空间站中航天员所受的万有引力充当向心力，航天员处于完全失重状态，他所受的合力就是弹簧的弹力；光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间，可以求出加速度的。