Question

【題目】閱讀下面的短文，回答問題。

微重力衛星“實踐十號”

2016年4月6日凌晨1點38分，“實踐十號”衛星成功升空。這是一顆返回式衛星，也是中國第一個專用的微重力實驗衛星。“實踐十號”衛星分為回收艙和留軌艙，回收艙在軌運行12天后返回地球，留軌艙繼續在軌工作3天。2016年4月18日，“實踐十號”衛星成功返回。

微重力是個什么概念？徽重力就是微小的重力嗎？

我們平常說的重力是由地球引力產生的，所以不少人會誤認為，人造衛星所在的軌道因為距離地面比較遠，因此地球對它們的引力很小，所以叫做微重力。這是不對的。

根據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值就越小，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，才會出現地球引力很小的情況。

那么，大眾媒體所說的微重力到底是怎么微小的呢？

其實，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，他將體驗到類似太空中才有的失重。但是，失重環境中物體的重力卻仍然存在，或者說地球依舊在吸引它。

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

物體完全感覺不到重力叫失重，之所以達不到完全的失重——微重力，是其它外在因素造成的，如太空殘余大氣的阻力、航天器進行姿態調整時產生的推力、人員在航天器內的走動，以及重力梯度等。或者說是這些因素導致自由墜落的物體，在墜落時“不那么自由”，使物體“感受”到些許的支持力，這就是“微重力”。也就是說所謂微重力琢境，它其實跟地球引力的關系不是那么大。

要想獲得微重力環境，最好的當然是大型的運行穩定的空間站，但它們通常都非常的貴。相比之下，返回式衛星“實踐十號”就實惠得多。它使用化學電池供電，所以不需要展開太陽翼；因為不載人而且任務時間相對短，就不需要考慮對接和人類活動等干擾。因此它還有一個明顯的優點：機動性很高。可以說，“實踐十號”不只是未來空間站的補充，更有不可替代的作用。

同學們也許知道失重環境中，水滴是一個近乎完美的球體。還有許多諸如此類在太空環境申表現出來的不同于地面上的現象，因此，在失重或微重力環境下進行物理、化學、生物等相關學科的實驗研究，顯得非常有意義。

請根據上述材料，回答下列問題：

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

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

（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。____________（選填“實踐十號”或“空間站”）的微重力環境更好；

（4）請你合理猜測一個在微重力環境下的實驗研究：_____________________________。

Answer 1

【答案】受到 94 實踐十號 物體在失重環境下能燃燒嗎？種子在失重時如何變異的？失重下生物有哪些生理反應的變化？（總之，關于物理化學生物的，關于失重情況下的猜想）

【解析】

（1）在失重環境中物體的重力卻仍然存在，據此進行分析；

（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，據此進行計算；

（3）根據材料提供的信息，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），空間生物技術與生命科學（生物力學、細胞-分子生物學和納米生物技術）．

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

(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=0.49100N=94N.

（3）根據材料提供的信息可知，“實踐十號”的微重力環境更好。

進行新型材料的研究

（4）在失重或微重力環境下可以進行物理、化學、生物等相關學科的實驗研究，比如：進行新型材料的研究。物體在失重環境下能燃燒嗎？種子在失重時如何變異的？失重下生物有哪些生理反應的變化？等等。