在太空敲黑板!时隔八年,女航天员王亚平的新一期太空授课,都将讲哪些内容

钱江晚报·小时新闻采访人员 陈伟斌 整理报道
2021年10月14日 , 神舟十三号成功发射并在随后与中国空间站成功对接 , 三位航天员 , 翟志刚、王亚平和叶光富顺利进入空间站开展工作 。 同时 , 倍受大众关注的话题之一 , 便是王亚平的太空授课 。 2013年 , 神舟十号对天宫一号对接飞行期间 , 航天员王亚平就曾作为主讲人 , 和队友聂海胜、张晓光一起共同完成了我国首次太空授课任务 , 那次太空授课 , 吸引了全国6000万中小学生听课 。
神舟十三号发射成功后 , 中国载人航天工程新闻发言人、办公室副主任林西强介绍 , 在神舟十三号任务中策划了更加形式多样的科普教育活动 , “太空老师”王亚平将为大家带来太空授课第二课 。 “空间站作为国家级太空实验室 , 蕴含着得天独厚的科普教育资源 , 对广大公民特别是青少年具有极大的吸引力 。 ”林西强提到 , 中国空间站不仅是全球科学家开展空间科学、空间技术、空间应用的研究平台 , 也是鼓励青少年热爱航天 , 参与探索 , 追求科学的实践平台 。
大家是否了解 , 神十航天员王亚平在北京时间2013年6月20日上午10点在太空给地面的学生讲课那次 , 都讲了什么?原来 , 是了解微重力条件下物体运动的特点、液体表面张力的作用 , 加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解 。

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所以 , 这一次 , 在王亚平再度太空授课前 , 我们可以先来回顾下8年前的那堂课上都做了啥——
在实验开始前 , 当时 , 神舟十号指令长聂海胜首先做了一个“太空打坐” 。 这是为了让同学们直观的看到由于处于失重环境 , 地球与航天员间的万有引力全部用于提供向心力 , 因而可以定于空中不动 。 这是为了让同学们进一步了解牛顿第一定律 。
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【在太空敲黑板!时隔八年,女航天员王亚平的新一期太空授课,都将讲哪些内容】实验一:质量测量
在失重的太空 , 地面的测重不再奏效 。 在神州十号 , 有一样专门的“质量测量仪” 。 “太空授课”的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 。 松手后 , 拉力使弹簧回到初始位置 。 这样 , 就测出了聂海胜的质量——74千克 。
那这个是怎么测量的呢?揭秘的原理就在于“牛顿第二定律”——王亚平当时就有解释:“其实 , 就是牛顿第二定律F=ma 。 ”也就是 , 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 , 弹簧凸轮机构 , 产生恒定的力 。 也就是 , 刚才将助教拉回至初始位置的力 。 此外 , 还设计一个光栅测速系统 , 可测出身体运动的加速度 。
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实验二:单摆运动
T形支架上 , 细绳拴着一颗小球 。 这是物理课上常见的实验装置——单摆 。 王亚平将小球拉升至一定高度后放掉 , 小球像着了魔似的 , 用很慢的速度摆动 。 随后 , 王亚平用手指轻推小球 , 小球开始绕着支架的轴心不停地做圆周运动 。
对于这个现象 , 原理揭秘就是“太空失重” 。 当时 , 浙大航空航天学院专家也就此做了一番解读: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 。

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