Question

6．科普閱讀題
    2016年4月6日凌晨1點38分，“實踐十號”衛(wèi)星成功升空．這是空間科學戰(zhàn)略性先導專項首批確定的科學衛(wèi)星項目中唯一的返回式衛(wèi)星，也是中國第一個專用的微重力實驗衛(wèi)星．
    平時我們感覺到自己有多重時，這種感覺來自支持力．如果失去支持，我們就將失去對重力的感覺．例如，一個人從高處墜落，在墜落的過程中，因為失去了支持，所以此人將體驗到類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、飛機等．不過這只能帶來短暫的失重，而各種航天器如空間站、衛(wèi)星等則是長期處在失重環(huán)境，這些家伙在不停地墜落，卻又一直沒有掉落到地面，這真是好極了！
    那么問題來了，太空不都是失重環(huán)境嗎？這個微重力又是怎么回事？
    微重力就是微小的重力嗎？顯然不是！
    我們平常說的重力是由地球引力產(chǎn)生的，所以不少人會誤認為，人造衛(wèi)星所在的軌道因為距離地面比較遠，因此地球?qū)λ鼈兊囊�力很小，所以叫做微重力．這是不對的．
    根據(jù)G=mg，同一個物體我們常用g來衡量重力的大小．距離地球越遠，g就越小，然而，就算是在距離地面200km的高度也沒有降多少，大約為0.94g，而在1000km的高度為0.75g．也就是說，一個物體在地面重100N，到了1000km高度，依然受到75N的重力．國際空間站離地球的距離不超過420km，因此，它受到的地球引力并沒有減少多少．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，肯定是不對的．只有當距離地球很遙遠時，才會出現(xiàn)地球引力很小的情況．
    那么，大眾媒體所說的微重力又是怎么回事呢？
    通常我們說的微重力環(huán)境，它其實跟地球引力的關(guān)系不是那么大，因為它主要是由其它外在因素造成的，如太空殘余大氣的阻力、航天器進行姿態(tài)調(diào)整時產(chǎn)生的推力、人員在航天器內(nèi)的走動，以及重力梯度等等．
    要想獲得微重力環(huán)境，最好的當然是大型空間站，但它們通常都很貴．而微重力落塔的微重力持續(xù)時間太短．中科院微重力實驗室的百米微重力實驗落塔，自由下落提供的微重力環(huán)境只能持續(xù)約3.6s，而且每天只能進行2次實驗．
    相比之下，“實踐十號”衛(wèi)星的條件就好得多．它使用化學電池供電，因為無人而且任務(wù)時間相對短，就不需要考慮對接和人類活動等等干擾；又因為使用化學電池，所以不需要展開太陽翼．此外，它作為返回式衛(wèi)星還有一個優(yōu)點；機動性很高．可以說，以返回式衛(wèi)星為基礎(chǔ)的“實踐十號”科學衛(wèi)星，不只是未來空間站的補充，更有不可替代的作用．
    同學們也許知道在失重環(huán)境中，水滴是一個近乎完美的球體．還有許多諸如此類在太空環(huán)境中所表現(xiàn)出來的不同于地面上的現(xiàn)象，因此，在失重或微重力環(huán)境下進行物理、化學、生物等相關(guān)學科的實驗研究，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）“實踐十號”微重力水平為10^-6g，空間站的微重力水平一般為10^-3g．實踐十號（選填“實踐十號”或“空間站”）的微重力環(huán)境更好．
（4）請你猜測一種在微重力環(huán)境下的實驗研究：進行新型材料的研究．

Answer 1

分析 （1）在失重環(huán)境中物體的重力卻仍然存在，據(jù)此進行分析；
（2）距離地球越遠，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)此進行計算；
（3）根據(jù)材料提供的信息，得出“實踐十號”與“空間站”哪一個的微重力環(huán)境更好；
（4）微重力科學的主要方向，包括微重力流體物理（簡單流體的運動、多相流和復雜流體），微重力燃燒科學（燃燒機理和空間站防火），空間材料科學（凝固過程、晶體生長和模型化研究），空間生物技術(shù)與生命科學（生物力學、細胞-分子生物學和納米生物技術(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，“實踐十號”的微重力環(huán)境更好；
（4）在失重或微重力環(huán)境下可以進行物理、化學、生物等相關(guān)學科的實驗研究，比如：進行新型材料的研究．
故答案為：（1）受到；（2）94；（3）實踐十號；（4）進行新型材料的研究．

點評 本題通過對“實踐十號衛(wèi)星”的介紹，考查了對微重力環(huán)境理解，g與高度的關(guān)系，失重狀態(tài)下的特點及應(yīng)用等．有一定綜合性．