Question

6．科普閱讀題
    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．這是空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)首批確定的科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目中唯一的返回式衛(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．
    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，所以此人將體驗(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．
    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)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，卻又一直沒(méi)有掉落到地面，這真是好極了！
    那么問(wèn)題來(lái)了，太空不都是失重環(huán)境嗎？這個(gè)微重力又是怎么回事？
    微重力就是微小的重力嗎？顯然不是！
    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�。�距離地球越遠(yuǎn)，g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)的微重力又是怎么回事呢？
    通常我們說(shuō)的微重力環(huán)境，它其實(shí)跟地球引力的關(guān)系不是那么大，因?yàn)樗�主要是由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)，以及重力梯度等等．
    要想獲得微重力環(huán)境，最好的當(dāng)然是大型空間站，但它們通常都很貴．而微重力落塔的微重力持續(xù)時(shí)間太短．中科院微重力實(shí)驗(yàn)室的百米微重力實(shí)驗(yàn)落塔，自由下落提供的微重力環(huán)境只能持續(xù)約3.6s，而且每天只能進(jìn)行2次實(shí)驗(yàn)．
    相比之下，“實(shí)踐十號(hào)”衛(wèi)星的條件就好得多．它使用化學(xué)電池供電，因?yàn)闊o(wú)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)等等干擾；又因?yàn)槭褂没瘜W(xué)電池，所以不需要展開(kāi)太陽(yáng)翼．此外，它作為返回式衛(wèi)星還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)；機(jī)動(dòng)性很高．可以說(shuō)，以返回式衛(wèi)星為基礎(chǔ)的“實(shí)踐十號(hào)”科學(xué)衛(wèi)星，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)們也許知道在失重環(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)境中所表現(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．
（1）失重狀態(tài)下的人造地球衛(wèi)星受到（選填“受到”或“不受”）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94N．
（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．實(shí)踐十號(hào)（選填“實(shí)踐十號(hào)”或“空間站”）的微重力環(huán)境更好．
（4）請(qǐng)你猜測(cè)一種在微重力環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)研究：進(jìn)行新型材料的研究．

Answer 1

分析 （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)）．

解答 解：
（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G′=0.94×100N=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；
（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．
故答案為：（1）受到；（2）94；（3）實(shí)踐十號(hào)；（4）進(jìn)行新型材料的研究．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)對(duì)“實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星”的介紹，考查了對(duì)微重力環(huán)境理解，g與高度的關(guān)系，失重狀態(tài)下的特點(diǎn)及應(yīng)用等．有一定綜合性．