如图甲所示,2011年11月3日凌晨,我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验,这是我国载人太空飞行的又一个里程碑.设想在未来的时间里我国已经建立了载人空间站,空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态,此时无法用天平称量物体的质量.某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置,如图乙所示:光电传感器B能够接受光源A发出的细激光束,若B被挡光就将一个电信号给与连接的电脑.将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上,左端栓在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上,N处系有被测小球,让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动.
(1)实验时,从电脑中读出小球自第1次至第n次通过最高点的总时间t和测力计示数F,除此之外,还需要测量的物理量是:______.
(2)被测小球质量的表达式为m=______〔用(1)中的物理量的符号表示〕.
被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动,仅由绳子的拉力提供向心力.
小球自第1次至第n次通过最高点的总时间为t,则其周期为 T=t n-1
根据牛顿第二定律和向心力公式得:
F=m
r=m4π2 T2
r4π2 (
)2t n-1
联立上两式得:m=Ft2 4π2(n-1)2r
故还需要测量的物理量是小球圆周运动半径r.
故答案为:
(1)小球圆周运动半径r,
(2)Ft2 4π2(n-1)2r