Question

13．請根據下面提供的素材，結合有關的物理知識回答問題．
據報道：北京時間2013年6月13日16時17分，神舟十號飛船的航天員成功開啟天宮一號目標飛行器艙門，聶海勝、張曉光、王亞平以漂浮姿態進入天宮一號．
另據報道，6月20日上午，航天員王亞平作為中國第一位“太空教師”，在天宮一號內向全國中小學生進行了部分科學實驗演示和在軌講解．
（1）上述報道中航天員“以漂浮姿態進入天宮一號”的說法包含了什么物理知識？
答：航天員以漂浮姿態進入天宮一號，處于完全失重狀態，但地球對他的萬有引力仍然存在，提供他隨天宮一號圍繞地球做圓周運動的向心力．
（2）如果航天員王亞平在“天宮一號”中進行下列有關科學實驗，你認為實驗能成功的有ABC（只填正確答案的序號）
A、王亞平可以輕松舉起男航天員聶海勝
B、若從水袋中擠出一滴水，它不會往下掉，而是變成球形漂浮在空間
C、若用細線懸掛一個球，即使給它很小的切向速度，它也能繞懸點做圓周運動
D、若要測量一個小物體的質量，仍然可以選用彈簧秤測量
（3）王亞平在“天宮一號”內授課時，面前有一塊展示平板，表面粗糙．如果她在此平板上放一個方形物塊，并沿平板方向輕輕推出，則該物塊將做什么運動？它與平板之間是否存在摩擦力，為什么？
答：該物塊將相當于平板做勻速直線運動；由于物塊與木板都處于完全失重狀態，它與平板之間不存在摩擦力．．

Answer 1

分析 航天員由萬有引力提供圓周運動的向心力，天宮一號處于完全失重狀態，不能用彈簧秤懸掛測一杯水的重力．
實驗艙內物體處于完全失重狀態，原來受重力影響的實驗，都將無法完成．
物塊處于失重狀態，相當于平板做勻速直線運動．

解答 解：（1）航天員以漂浮姿態進入天宮一號，處于完全失重狀態，但地球對他的萬有引力仍然存在，提供他隨天宮一號圍繞地球做圓周運動的向心力；
（2）A、宇航員處于完全失重狀態，王亞平可以輕松舉起男航天員聶海勝．故A正確；
B、由于天宮一號處于完全失重狀態，若從水袋中擠出一滴水，它不會往下掉，而是變成球形漂浮在空間．故B正確；
C、由于天宮一號處于完全失重狀態，若用細線懸掛一個球，小球受到的重力只提供繞地球做圓周運動的向心力，所以即使給它很小的切向速度，它也能繞懸點做圓周運動．故C正確；
D、彈簧秤是利用重力在地球表面測量物體的質量，實驗艙內物體處于完全失重狀態，不能用來測物體的質量．故D錯誤．
故選：ABC
（3）如果王亞平在此平板上放一個方形物塊，并沿平板方向輕輕推出，由于物塊與木板都處于完全失重狀態，該物塊將相當于平板做勻速直線運動；同樣，由于物塊與木板都處于完全失重狀態，它與平板之間不存在摩擦力．
故答案為：（1）航天員以漂浮姿態進入天宮一號，處于完全失重狀態，但地球對他的萬有引力仍然存在，提供他隨天宮一號圍繞地球做圓周運動的向心力；
（2）ABC
（3）該物塊將相當于平板做勻速直線運動；由于物塊與木板都處于完全失重狀態，它與平板之間不存在摩擦力．

點評 解決衛星運行規律問題的核心原理是萬有引力提供向心力，了解完全失重狀態的特點，掌握重力等于萬有引力，推導出重力加速度與半徑的關系．