爱华网首次太空课堂，物理实验解读
中国首场太空课堂，于2013年6月20日上午10时如期授课。神舟十号航天员在天宫一号授课，开展基础物理实验，向全国青少年讲解物理实验原理，并与地面课堂的同学进行互动，回答同学们提出的问题。太空课堂，开创了中国载人航天史上中学物理教学的新篇章，这一刻，将永远载入中国科学和教育发展历史的史册。
在太空课堂上，女航天员王亚平演示了太空环境中的物理现象，展示出失重环境中物体的运动特性和液体表面张力特性，圆满完成了五个基础物理实验：太空质量测量、太空单摆运动、太空陀螺运动、太空制作水膜、太空制作水球。个个实验，精彩绝伦，玄奥无比。王亚平的授课，生动活泼，概念准确，术语专业。所演示的这些基础物理实验，在中学物理教学中都十分必要，但地面课堂环境和条件所限，根本无法实施。有幸观摩太空物理课堂，真是大开眼界。下面，选出课堂中的三个物理实验，做简单解读。
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一、太空质量测定：
在宏观和低速运动中，物体的质量是个恒量。
在地面上，使用弹簧秤测量物体质量的原理是二力平衡。静止物体悬挂在竖直方向的弹簧上，重力与弹力的数值大小相等。根据当地重力加速度数值，由牛顿第二定律，便可求出物体的质量。
在太空中，因物体处于完全失重状态，弹性力消失，上述方法无效。太空中使用“质量测量仪”通过弹簧产生弹力，测出弹力的加速度，然后再根据牛顿第二定律算出物体的质量。航天员聂海胜用这台仪器当场测出了自身质量：74公斤。
二、太空单摆运动：
在地面上，将单摆的摆球拉离平衡位置，由静止释放，摆球会在平衡位置附近往复运动。回复力由重力沿切线方向的分力提供。
在太空中，重做上述实验，摆球由于完全失重，因没有回复力作用，当摆球由静止释放时，就不再摆动，而只能悬浮太空。地球对摆球的万有引力，只用来提供摆球随天宫1号一起圆运动的向心力。若以初速度释放摆球，摆球由于物体的惯性，便绕着悬点开始圆周运动。此时，悬线被拉直，摆球做此圆运动的向心力，由悬线的拉力提供。
三、太空制作水球：
在太空中，水球完全失重，由于表面张力作用，无论水球大小如何，都会呈现出理想的球形状态。
在地面上，表面张力仍然存在，由于重力作用的影响，水球会呈现扁球形，且水球质量越大，形态越趋于扁平。如果能模拟一个完全失重的环境，也能观察到水球因受表面张力作用而呈现的理想态势。将水球置入密度适中的溶液中，当水球悬浮静止时，重力与浮力平衡。此时的水球，也呈现出了理想的球形状态。
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天宫1号绕地球圆运动过程中，处于完全失重的物理环境，这是地面物理实验室无法提供的实验条件。凡是与重力作用有关的物理实验，地面与太空表现出的物理现象截然不同。比如，宇航员入驻天宫1号，无论什么姿态，躺卧、盘坐、站立、倒立......，都有一样的舒服感觉。所有这一切，是地面上的人们无法体验和想象的。宇航员才真正是古代神话中描绘和向往的空中飞人，可以自由漂浮于太空。深邃太空，奥妙无穷，充满无限的奥秘与神奇，令人敬畏，令人神往，值得人们终生为之努力奋斗、探究与求索。
中国航天人自强不息、顽强拼搏的精神，将永远激励全国青少年为实现中国科学现代化而努力奋斗。正如航天员王亚平所说：“飞天梦永不失重，科学梦张力无限。”
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