王亚平太空实验小论文
论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，下面是关于王亚平太空实验小论文的内容，欢迎阅读！
【摘 要】神舟十号航天员王亚平在《天空课堂》共做五个实验都与中学物理知识密切相关，这节课对物理教学也有很多的启迪和帮助，为提高学生对航天科技的兴趣，和搞好物理学习，对五个实验作了有效的分析，便于学生理解个中缘由。
【关键词】天宫课堂;中学物理;实验教学
2013年6月20日，神舟十号航天员王亚平在天宫一号内举行太空授课，这激发了众多中小学生对航空航天的兴趣。王亚平在《天空课堂》共做五个实验：在太空中如何测量物体质量、单摆运动、陀螺运动、水膜实验、水球实验。一个副产品――聂海胜“悬空打坐”与王亚平“大力神功”。这些实验都与中学物理知识密不可分。这节课对中国无数的青少年产生深远的影响，大大激发同学们对美妙太空的向往，对科学探索的热情。我自己看了5遍，其中对某些片段更是多次回放，所任教班级集体完整观看一遍。从学生的眼神中，读出什么是神奇、什么是美妙、什么是渴求。这节课对物理教学也有很多的启迪和帮助，根据课堂实况，做出文字解读，以飨读者。
实验一：在太空中测物体质量
王亚平在天宫一号里，测质量的原理是牛顿第二定律，借助先进的测量仪器，容易测出拉力F和加速度a，计算出指令长聂海胜的质量74.0kg。中国航天员科研训练中心主任邓一兵在国新办天宫一号与神舟十号载人飞行任务举行的新闻发布会上表示，聂海胜参加神十任务发射出征的当天进行了体检，体检是空腹净重72公斤。邓一兵表示，在太空授课的过程中，聂海胜用质测仪测量质量的时候，他当时穿着舱内的工作服、内衣、舱内工作袜，还有舱内用鞋，这些质量统计起来大约是1.89公斤。所以综合上面这些信息，太空授课时测量出的聂海胜的质量和他的实际体重是基本相符的（来自百度百科聂海胜词条）。直接验证物体质量不随地理位置的改变而改变的结论，这是在地球上难以完成的。
另外，用弹簧振子测质量，其测量原理是振动周期T=2π■。
在天空一号里，老师不能用天平、杠杆测质量，因为失重，物体对杠杆没有压力，不能应用杠杆原理计算。因为失重，物体对弹簧没有拉力，弹簧测力计测不出物体重力，也不能间接测质量。
实验二：单摆在失重时的运动状态
王亚平松开单摆小球后，单摆不往复摆动，而是漂浮在空中，摆线自由弯曲，不产生拉力。轻推小球，给一个很小的速度，小球可在任一平面做匀速圆周运动。跟地球上单摆的特性完全不一样。
实验三：高速旋转陀螺的定轴性
高速旋转的陀螺定轴性在地面和太空是一样的。利用陀螺定轴性原理设计仪器，用于航天器姿态和轨道测量。王亚平演示了在失重状态下，给不旋转的陀螺顶端施加力，陀螺翻滚着向前运动，轴向任意改变。使陀螺旋转起来，给它的顶端施加力，陀螺没有翻滚，而是晃动着向前运动，轴向不发生改变。这样的实验现象在地面很难做到。在打老蒋的游戏里，高速转动的“老蒋”，能直立旋转，转速降低后，很快就倒下来了。
实验四和五：水膜、水球实验
把钢圈伸入水袋的过程中，因为失重，水没有流出来，在太空中生活的李白，写不出飞流直下三千尺的诗句。形成水膜后，左右摆动，甩出一大滴水，水膜没有破裂，往上贴中国结，水膜没有破裂，往水膜上加水，做成水球，也没有破裂。皆因为失重，水膜既可做得厚些，也可做得薄些，充分展示分子间的相互作用的引力的存在。
透过水球看到王亚平的倒立缩小的实像，是凸透镜成像原理;往水球里注入气泡，气泡都能独立存在;缓慢往水球里注入红颜色液体，整个球都变成红色，因为失重红颜色液体不能流动，只能是分子的无规则运动的结果。
最后一个环节，学生提问涉及：1.资源回收利用。2.太空垃圾。3.失重环境对身体的不利影响。4.在天宫一号看地球、看太空看到的是什么样？王亚平和聂海胜都一一做了回答。
关于失重对身体的影响，聂海胜的回答是，在太空由于失重、噪声、狭小密闭空间环境，对人体造成心血管失调、骨丢失、肌肉萎缩等影响，为了有效对抗失重的不利影响，我们采用体育锻炼、药物、体液重新分布等方法进行防护。
关于在天宫一号看地球、看太空看到的是什么样？王亚平的回答是，透过舷窗可以看到美丽的地球，还有日月星辰，暂时没有看到UFO。我们处于大气层之外，没有了大气的阻挡，看到星星格外明亮，不闪烁，没有大气对光的散射，太空是深邃的黑色。每天可以看到16次日出，因为90分钟绕地球一圈。
从画面看，学生提问后，王亚平开口讲话有延迟现象，根据天宫一号离地球约300km，可以估算出延迟时间为0.01s。
最后，来回顾聂海胜“悬空打坐”与王亚平“大力神功”。这一实验，为牛顿第一运动定律做了最好的演示。不受力的作用时，要么保持静止状态，如“悬空打坐”，要么保持匀速运动状态，如被王亚平轻推后的聂海胜，一直匀速运动下去。
【参考文献】
[1]胡杨.把课堂搬到太空[J].太空探索.2013年第6期
[2]颜美群.“天宫一号”航天事件的微博直播分析[J].新闻知识.2012年第3期
[3]中国科学院空间应用工程与技术中心.空间应用系统天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船交会对接任务[J].中国科学院院刊.2012年第27期
【拓展】浅谈太空安全治理的现状问题与出路论文
随着太空技术的发展及其运用，太空的重要性日益凸显;同时，人类对太空的依赖程度也越来越高。然而，作为全球公地一部分的太空，也越来越显示出“公地悲剧”(The Tragedy of the Commons)的特征，表现为太空越来越“拥挤”(congested)，越来越具“竞争性”(competitive)和“对抗性”(contested)。这就是所谓的太空安全的“3Cs”困境。目前，国际社会普遍认为太空安全治理刻不容缓。为此，国际社会进行了努力，也取得了部分成就，但距离“善治”的目标还有很大差距。那么，太空安全治理的困境何在?如何找到突破口?本文试图对此进行分析。
一、国际太空法律与太空的“公地悲剧”
太空作为“全球公地”(Global Commons，有的翻译为“全球公域”)的法律地位是由 1967 年生效的《外层空间条约》所确定的，《外层空间条约》也为太空全球管理提供了基本框架。就前者而言，《外层空间条约》第二条规定，太空包括月球和其他天体，任何国家不得提出主权主张，不得通过使用或占领，或者以任何其他方式据为己有。就后者而言，《外层空间条约》第一条规定，太空探索与利用，应该促进所有国家福利与利益，不管这些国家的经济、科学发展水平如何。太空探索与利用是全人类的事业。第三条规定，探索和利用太空，包括月球和其他天体，应该遵守国际法，促进国际和平与安全，以及增进国际合作。第九条规定，缔约国进行太空活动时，应照顾所有其他缔约国的相应利益，不对其产生有害干扰。第七条规定，一缔约国如果对其他缔约国产生危害，应该承担国际责任。
二、太空安全治理的国际努力
冷战时期，国际社会治理太空问题主要集中于防止太空核武器化，即太空安全问题。冷战结束后，国际社会对太空安全治理的关注转向另外三个领域，即资源、环境与安全问题，尽管冷战时期就对其有不同程度的关注。
太空时代的到来与导弹核武器紧密相关。随着苏联洲际导弹、卫星的成功发射，美国感到恐慌。1958 年，艾森豪威尔政府决定进行核试验来检验摧毁来袭的核导弹的可行性。美国军方在高空、太空进行了几十次核试验。试验的结果表明，不仅可以摧毁来袭的核导弹，而且核爆炸脉冲可以使无线电中断数小时，核辐射可以使处于 5 万英尺高空的飞行员致命。苏联也进行了类似的高空、太空核试验，试验结果与美国相同，太空核爆炸不仅可以摧毁来袭的核导弹，而且也可以摧毁卫星，或将其炸毁，或通过电磁辐射破坏卫星电子设备。据美国外交政策网站 2014 年 1 月报道，冷战时期美国进行了16 次高空核爆炸，至少摧毁或损坏了 8 颗卫星。为保护首都和洲际导弹发射基地，美苏两国在基地和首都附近均建立了载有核武器的反导系统。鉴于太空核武器化对载人航天飞行、卫星的严重影响以及对战略平衡的破坏，面对国际压力，国际社会分别于 1963 年、1967 年和 1972 年签署《部分禁试条约》、《外层空间条约》和《反导条约》，并相继生效。《部分禁试条约》禁止在太空进行核试验;《外层空间条约》禁止在太空(含星体)放置核武器以及其他大规模杀伤性武器;《反导条约》规定双方在战略导弹基地和首都允许部署少量核反导系统，但严禁发展、部署天基反导系统。这是国际社会在防止太空核武器化方面取得的重要成就。
三、太空安全治理的'困境
尽管在太空安全治理方面已经取得一定成就。但实现确保太空安全的目标仍然任重而道远。上述五个太空治理倡议的提出说明太空治理陷入困境，需要用一个倡议替代(或者补充)另外一个倡议。例如，欧盟希望用“太空行为准则”替代 PPWT，但“太空行为准则”草案与联合国“太空长期可持续性倡议”本质上都是太空透明与信任建设机制;联合国通过太空 TCBMs 建议报告，原则上支持和强化了太空透明与信任建设机制。国际社会都需要利用太空来促进国际经济与社会的发展，但在太空治理上步履维艰，主要原因在于太空技术的军民两用性质。如前所述，太空技术是军事力量的“倍增器”，军事战略的“赋能器”，是美国霸权的技术基础，也是其他国家提升军事能力的关键。因此国际社会在这一点上很难达成共识。
四、国际合作促进太空安全治理
由于太空技术具有军民两用性质，各国都试图利用太空获取军事与经济优势，提升国家整体技术优势和军事优势。太空大国、强国提出的治理方案与路径往往具有明显的霸权治理与反霸权治理特征。由此导致太空治理方案很难达成共识，形成整体性方案。就目前而言，太空治理取得实质性进展需要国际社会通力合作，使太空利益攸关方全部参与治理。多国联合共同发展太空项目，或由多国构成的国际组织共同发展太空项目，不仅可以实现透明，遵守规则，而且也节省了频轨资源;不仅体现了太空的和平利用原则，避免太空军事化、武器化，而且制止了任何国家试图对这些太空项目进行攻击的企图，确保太空安全并保护太空环境。简言之，太空合作是避免太空“公地悲剧”的“良药”。下文以国际空间站和欧洲空间局(以下简称“欧空局”)两个案例来分析国际太空合作，并寻找太空安全治理的有效途径。
结束语
《外空空间条约》确定了太空的“全球公地”性质。国家行为体和非国家行为体纷纷利用太空技术获取商业、社会和军事利益。在缺乏国际权威的背景下，各行为体无序地发射卫星，导致太空轨道拥挤、太空碎片弥漫、卫星面临被攻击的风险上升，太空资源、环境与安全问题日益突出，严重制约着人类利用太空的限度。尽管国际社会为治理太空“公地悲剧”发起了多个倡议，但效果并不明显。原因很大程度上在于太空技术军民两用的性质，太空大国和强国都借此机会提升军事硬实力，以维护太空领域的霸权，或者反对霸权，确保国家安全，以维护国际战略平衡与稳定。
解决太空“公地悲剧”问题需要国际社会进行国际太空合作。这需要国际社会共同发展太空态势感知能力，共享太空态势信息，避免太空事故发生。共同发展太空碎片清除技术，治理太空环境污染问题。国际社会共同发起更多的太空合作项目，探索和利用太空，努力减少各国的军事卫星。通过国际太空合作，促进联合国 GGE 有关太空 TCBMs 建议的落实，使太空行为规范真正有效落实，同时国际社会应在完善 PPWT(修正文本)的基础上达成禁止太空武器化条约，实现联合国太空和平利用委员会的“太空可持续发展”倡议目标。唯有国际太空合作，才能实现太空安全治理的目标。
对于中国而言，要利用太空技术就应牵头组织发起多个国际太空合作倡议并加以落实执行。首先，中国应该利用总部位于北京的亚太空间合作组织(APSCO)倡议成员国共同出资制造更多卫星，为成员国提供更多福祉;联合提出该组织有关太空治理的原则与立场，在国际上发出一致的声音。其次，中国应加大与俄罗斯和欧空局的合作，以更多具体的太空项目推进国际合作，促进太空资源的合理利用。其中，重点应放在太空态势感知能力与积极消除太空碎片技术上的合作。另外，要加强中、俄、欧在国际太空治理机制上的合作，将欧盟“太空活动行为准则”与中俄 PPWT(修正草案)结合起来，共同维护和促进太空的和平利用。最后，中国应加强自身包括太空态势感知能力在内的太空技术发展，只有太空技术进步并拥有足够的实力，才能促成各方进行实质性的协商与谈判，促进太空治理机制的形成。国际军控条约表明，只有和竞争对手拥有同等的武器，才会促使各方走到谈判桌前，共同应对问题。同样，只有当中国太空实力增强，可以对太空进行有效利用，并拥有足够的反制太空能力，美国才不会在裁军大会等论坛上“搅局”，与包括中国在内的国际社会进行谈判，寻找太空安全问题的有效应对之策。
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