假如2025年,你成功登上月球.给你一架天平(带砝码)、一个弹簧称、一个秒表和一个小铁球,如何估测你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球时,手对小球所做的功.步骤:
(1)用弹簧称、天平分别测量小球的______、______ 可以计算出月球表面重力加速度.(写出物理量名称和符号)
(2)用秒表测量小球从抛出到落回抛出点的时间t
(3)写出手对小球所做功的表达式,W=______.(用直接测量的物理量符号表示)
(1)用弹簧秤测出小铁球在月球上的重力F,用天平测量出小铁球的质量m.
故本小题的答案为:重力F,质量m
(2)从抛出小铁球开始计时,到小铁球落到停止计时,测量出小铁球在空中运动的时间t.
(3)解法一:
已测出小铁球的质量为m,所受到的重力为F,运动时间为t.
则小铁球上升的高度h=
g(1 2
)2…①t 2
小铁球的加速度g=
…②F m
手对小球所做的功等于小铁球上升过程中克服重力所做的功
W=Fh…③
以上三式联立W=F2t2 8m
解法二:
已测出小铁球的质量为m,所受到的重力为F,运动时间为t.
小铁球上升的时间为
,则小球抛出时的速度v=g×t 2
=t 2
×F m
=t 2 Ft 2m
由动能定理知,手对小铁球所做的功等于小球抛出时的动能
W=Ek=
mv2=1 2
m(1 2
)2=Ft 2m F2t2 8m
故本小题的答案为:
.F2t2 8m