神十太空授课

一个激动人心的时刻到来了，2013年6月20日上午10时，中国将首次在神舟飞船上进行太空授课。这是我国前所未有的，在全球来说也是第二次。因此，神十太空授课不仅是举国瞩目的一次盛世，也是全球爱好天文学、物理学等领域学者、朋友的一次盛世。第一次太空授课是什么时候呢?其实，早在1985年，美国宇航局就提出了太空授课的构想，并且为此训练了两名女教师，一个是麦考利夫，一个是摩根。然而，令人遗憾的是，第二年飞船升空时，麦考利夫与飞船一同殒梦地球上空——那次，飞船“挑战者”号升空73秒后突然爆炸而破碎。然而，摩根却并未放弃这个上天授课梦，为此她又准备了22年。终于，在2007年，她在国际空间站里进行了世界上第一次的太空授课，通过视频，给学生上了25分钟课，并展示了宇航员在太空怎样运动、在太空如何喝水等情景。无独有偶，此次我国同样是由女航天员来进行授课，但授课的难度却比摩根那次要大得多——此次王亚平主要是展示在失重环境下的一些物理现象，演示的不再是喝水、运动等我们都早已比较清楚的内容，而是科技含量更高的物理概念。王亚平在此次讲课中主要演示了五个实验，分别是质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验，主要是让青少年了解在失重条件下，物体运动会有何特点，液体表面张力有什么作用，同时加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。这五个实验不要看起来简单，但其背后蕴藏的物理知识却是令人惊奇而深厚的!这次实验是他们事先自己划定的吗?其实不是。这次实验中的部分问题是中国载人航天工程网所征集到的，这不仅是航天的一次突破，更是青少年自身的一次突破。因为只有具有演示价值的问题才能被征集，这要求我们青少年需要补充更多的相关知识，让自己从里到外充实起来，不能外强中干腹空空。有人询问太空中的生活用水是不是循环使用的。我对这个问题也很感兴趣。指令长聂海胜告诉我们，飞船中的用水是从地球带上来的，但目前还不具备循环利用功能，因为这需要更先进的技术和复杂的设备。听了这话，我不禁有些心酸，他们在太空中的生活该有多艰苦啊。中国梦，我的梦，神十太空授课，一连串的梦，慢慢的都在成为现实，而我的梦，正在慢慢萌发。看完神十太空授课，我知道现在必须要好好学习，好好学习科学，将来才能为祖国做贡献。

实验一：质量测量物体受到的力=质量×加速度。如果知道力和加速度，就可算出质量。在宇宙飞船上，还设计一个光栅测速系统，可测出身体运动的加速度。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(a=v／t)，就能够计算出物体的质量(m=F／a)。牛顿第二定律是一个在一切惯性空间内普遍适用的基本物理定律，不因物体的引力环境、运动速度而改变，因此在太空和地面都是成立的。实验二：单摆运动在地面，单摆的运动周期与摆的长度、重力和加速有关。但在失重的状态，没有了回复力，钢球就静止在原始位置。这时，细绳并没有给球拉力。手推小球，相当于给了小球一个初始速度，同时细绳又给小球提供了拉力，细绳拉力平衡离心力，小球便绕着支架的轴心做圆周运动。如果没有细绳的拉力，小球就做匀速直线运动。而在地面，空气的阻力使物体的速度越来越慢，重力则使物体向下掉。实验三：陀螺运动转动的陀螺具有定轴性。何为“定轴性”？就是当陀螺转子以高速旋转时，在没有任何外力矩作用在陀螺仪上时，陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变的特性，也称为稳定性。转子的转动惯量愈大，稳定性愈好； 转子角速度愈大，稳定性愈好。定轴性遵守角动量守恒定律——在没有外力矩作用的情况下，物体的角动量会保持恒定。航天员瞬时施加的干扰力不能产生持续的力矩，由于角动量守恒，高速旋转陀螺的旋转轴就不会发生很大改变。而这一点在地面上之所以很难实现，并不是因为角动量守恒定理不成立，而是因为陀螺与地面摩擦产生的干扰力矩等因素改变了陀螺的角动量，使其旋转速度逐渐降低，不能很好地保持旋转方向。实验四、五：制作水膜、水球液体表面层内分子间存在着的相互吸引力就是表面张力，它能使液面自动收缩。表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的，在太空与地面液滴产生表面张力的原理以及表面张力大小都是一样的。只是，在失重的状态下，表面张力表现更为明显。失重时，水珠之间没有了重力的挤压，液滴在表面张力的作用下，都形成了最完美的球形。液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，导致表面就像一张绷紧的橡皮膜，这种促使液体表面收缩的绷紧的力，就是表面张力。微观表现为分子引力，宏观体现即液体表面的张力。当针尖戳入水球时，水的表面张力依然存在，故水球不被破坏。