Question

【題目】閱讀下面的短文，回答問(wèn)題。

微重力衛(wèi)星“實(shí)踐十號(hào)”

2016年4月6日凌晨1點(diǎn)38分，“實(shí)踐十號(hào)”衛(wèi)星成功升空。這是一顆返回式衛(wèi)星，也是中國(guó)第一個(gè)專(zhuān)用的微重力實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星�！皩�(shí)踐十號(hào)”衛(wèi)星分為回收艙和留軌艙，回收艙在軌運(yùn)行12天后返回地球，留軌艙繼續(xù)在軌工作3天。2016年4月18日，“實(shí)踐十號(hào)”衛(wèi)星成功返回。

微重力是個(gè)什么概念？徽重力就是微小的重力嗎？

我們平常說(shuō)的重力是由地球引力產(chǎn)生的，所以不少人會(huì)誤認(rèn)為，人造衛(wèi)星所在的軌道因?yàn)榫嚯x地面比較遠(yuǎn)，因此地球?qū)λ鼈兊囊�力很小，所以叫做微重力。這是不對(duì)的。

根據(jù)G=mg，同一個(gè)物體我們常用g來(lái)衡量重力的大小。距離地球越遠(yuǎn)，g值就越小，然而，就算是在距離地面200km的高度也沒(méi)有降多少，大約為0．94g,而在1000km的高度為0．75g，也就是說(shuō)，一個(gè)物體在地面重100N，到了1000km高度，依然受到75N的重力。國(guó)際空間站離地球的距離不超過(guò)420km，因此，它受到的地球引力并沒(méi)有減少多少。因此，如果我們把“微重力”理解為微小的重力，或者是微小的地球引力，肯定是不對(duì)的。只有當(dāng)距離地球很遙遠(yuǎn)時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)地球引力很小的情況。

那么，大眾媒體所說(shuō)的微重力到底是怎么微小的呢？

其實(shí)，平時(shí)我們感覺(jué)到自己有多重時(shí)，這種感覺(jué)來(lái)自支持力。如果失去支持，我們就將失去對(duì)重力的感覺(jué)。例如，一個(gè)人從高處墜落，在墜落的過(guò)程中，因?yàn)槭�去了支持，他將體驗(yàn)到類(lèi)似太空中才有的失重。但是，失重環(huán)境中物體的重力卻仍然存在，或者說(shuō)地球依舊在吸引它。

要想造出失重的環(huán)境，可以讓物體自由墜落，如自由墜落的電梯、飛機(jī)等。不過(guò)出于安全的考慮，墜落高度很有限，這只能帶來(lái)短暫的失重。而各種航天器如空間站、衛(wèi)星等則是長(zhǎng)期處在失重環(huán)境，這些家伙在不停地墜落（繞地飛行），卻又一直沒(méi)有掉落到地面，這真是好極了！

物體完全感覺(jué)不到重力叫失重，之所以達(dá)不到完全的失重——微重力，是其它外在因素造成的，如太空殘余大氣的阻力、航天器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整時(shí)產(chǎn)生的推力、人員在航天器內(nèi)的走動(dòng)，以及重力梯度等�；蛘哒f(shuō)是這些因素導(dǎo)致自由墜落的物體，在墜落時(shí)“不那么自由”，使物體“感受”到些許的支持力，這就是“微重力”。也就是說(shuō)所謂微重力琢境，它其實(shí)跟地球引力的關(guān)系不是那么大。

要想獲得微重力環(huán)境，最好的當(dāng)然是大型的運(yùn)行穩(wěn)定的空間站，但它們通常都非常的貴。相比之下，返回式衛(wèi)星“實(shí)踐十號(hào)”就實(shí)惠得多。它使用化學(xué)電池供電，所以不需要展開(kāi)太陽(yáng)翼；因?yàn)椴惠d人而且任務(wù)時(shí)間相對(duì)短，就不需要考慮對(duì)接和人類(lèi)活動(dòng)等干擾。因此它還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)性很高�？梢哉f(shuō)，“實(shí)踐十號(hào)”不只是未來(lái)空間站的補(bǔ)充，更有不可替代的作用。

同學(xué)們也許知道失重環(huán)境中，水滴是一個(gè)近乎完美的球體。還有許多諸如此類(lèi)在太空環(huán)境申表現(xiàn)出來(lái)的不同于地面上的現(xiàn)象，因此，在失重或微重力環(huán)境下進(jìn)行物理、化學(xué)、生物等相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)研究，顯得非常有意義。

請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：

（1）失重狀態(tài)下的人造地球衛(wèi)星____________（選填“受到”或“不受”）重力；

（2）一個(gè)重為100N的物體在距離地面200km的高度所受的重力為____________N;

（3）“實(shí)踐十號(hào)”微重力水平為10-6g，空間站的微重力水平一般為10-3g。____________（選填“實(shí)踐十號(hào)”或“空間站”）的微重力環(huán)境更好；

（4）請(qǐng)你合理猜測(cè)一個(gè)在微重力環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)研究：_____________________________。

Answer 1

【答案】受到 94 實(shí)踐十號(hào) 物體在失重環(huán)境下能燃燒嗎？種子在失重時(shí)如何變異的？失重下生物有哪些生理反應(yīng)的變化？（總之，關(guān)于物理化學(xué)生物的，關(guān)于失重情況下的猜想）

【解析】

（1）在失重環(huán)境中物體的重力卻仍然存在，據(jù)此進(jìn)行分析；

（2）距離地球越遠(yuǎn)，g就越小，在距離地面200km的高度g大約為地面上的0.94g，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算；

（3）根據(jù)材料提供的信息，得出“實(shí)踐十號(hào)”與“空間站”哪一個(gè)的微重力環(huán)境更好；

（4）微重力科學(xué)的主要方向，包括微重力流體物理（簡(jiǎn)單流體的運(yùn)動(dòng)、多相流和復(fù)雜流體），微重力燃燒科學(xué)（燃燒機(jī)理和空間站防火），空間材料科學(xué)（凝固過(guò)程、晶體生長(zhǎng)和模型化研究），空間生物技術(shù)與生命科學(xué)（生物力學(xué)、細(xì)胞-分子生物學(xué)和納米生物技術(shù)）．

(1)由材料可知，失重環(huán)境中物體的重力卻仍然存在，所以失重狀態(tài)下的人造地球衛(wèi)星仍然受到重力。

(2)一個(gè)在地面上重為100N的物體在距離地面200km的高度所受的重力為=0.49100N=94N.

（3）根據(jù)材料提供的信息可知，“實(shí)踐十號(hào)”的微重力環(huán)境更好。

進(jìn)行新型材料的研究

（4）在失重或微重力環(huán)境下可以進(jìn)行物理、化學(xué)、生物等相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)研究，比如：進(jìn)行新型材料的研究。物體在失重環(huán)境下能燃燒嗎？種子在失重時(shí)如何變異的？失重下生物有哪些生理反應(yīng)的變化？等等。