漫话失重
平时我们能感觉到自己有多重,这种感觉来自支持力。如果失去支持,我们就将失去对重力的感觉。例如,一个人从高处坠落,在坠落的过程中,因为失去了支持,所以此人将会体验到类似太空中才有的失重感。失重是指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力时出现的现象。失重有时也泛指零重力和微重力环境。
失重现象主要发生在轨道上、太空中或其他一些不正常的情况下。经常有人认为失重是不受重力,这是错误的,失重环境中,物体的重力仍然存在。失重,是指物体失去或部分失去了重力的作用,当物体处于完全失重状态时物体除了自身重力外,不会受到任何外界重力场影响。如图是我国宇航员在太空舱中做微重力实验的情景。
所谓重力,是物体所受地球的引力的一个分力(大小几乎等于引力)。引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说,物体离它越远,所受它的引力越小,即重力越小,在足够远的距离上,它的引力可以忽略不计。
但宇宙中不只一个天体,众多天体的引力会形成一个引力场。因此,太空不会是完全失重环境。绕地球飞行的载人飞船,离地面一般只有几百千米,那里的太空当然不会是零重力环境。失重不是重力消失或大幅度减小的结果(事实上,在 100km高度上,地球重力仅仅比地球表面减少大约3%)。
失重状态下物体受到很小的力就能飘浮起来。长期失重会使人产生失重生理效应。失重对航天器上与流体流动有关的设备有很大影响。
利用航天失重条件能进行某些在地面上难以实现或不可能实现的科学研究和材料加工,例如生长高纯度大单晶,制造超纯度金属和超导合金以及制取特殊生物药品等。
(1)失重是指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)(填“大于”“小于”或“等于”)物体所受重力时出现的现象。当物体在失重时,物体的质量是否减小?,一个质量为75kg的航天员在距离地面100km的高度所受的重力为N;(g取10N/kg)
(2)在太空中完全失重下,下列实验不能完成的是;
A.用停表测时间 B. 探究平面镜成像的实验
C. 用弹簧测力计测重力 D. 用刻度尺测书本的长度
(3)在地球表面重力常数g平均值是9.8N/kg,其物理含义是;
(4)如果地球上的物体不受重力,请你设想一个可能出现的情景。