事业单位公共基础知识之科技常识:天宫课堂之“浮力消失”_中公网校
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事业单位公共基础知识之科技常识:天宫课堂之“浮力消失”

来源:中公事业单位考试网   发布时间:2022-08-31 17:45:00

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  科技常识作为事业单位常见考点,我们在复习的过程中要重点把握。虽然考试的内容与范围涉及广泛,但是我们可以从时政热点中把握未来的可考点。

  在2021年12月9日,我们开启“天宫课堂”的第一次课程。神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富开展一系列实验。在“天宫”太空站微重力的环境下进行了太空细胞学研究实验展示、太空转身、浮力消失实验、水膜张力实验、水球光学实验、泡腾片实验等。在2022年3月23日,又进行了第二次“天宫课堂”。由航天员在轨演示太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验,介绍与展示空间科学设施等课程。

  今天,我们主要给大家第一次与第二次课程中涉及“浮力消失”的实验。

  一、实验现象对比之“乒乓球”入水。

  在地球上,同学们把乒乓球放在盛有水的透明玻璃杯当中,正如我们预料的一样,乒乓球漂浮在水面上,即使用手去按,手一松球还是一样漂在水面上。

  接下来,在太空的王亚平做了一样的实验,同样把乒乓球放在盛有水的透明玻璃杯当中,并用吸管把乒乓球按到水面下,拿开吸管。令人惊讶的现象出现了,乒乓球并没有漂浮在水面上,而是停留在水中。

  二、造成地球与太空中“乒乓球”漂浮位置不同的原因。

  在地球上由于受到重力的影响,物体上下表面由于处于液体的深度不同,受到液体的压力也不等,下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力,这两个压力之差形成了浮力。在这里乒乓球的浮力大于自身的重力,所以在地球上,乒乓球在水面上漂浮起来。

  在太空中,为什么和地球上的现象不一样?因为在太空中,天宫实验室处于失重的环境下,乒乓球放进水里不会浮在水面上,而是停留在水中。这是因为浮力是随重力产生的,在太空失重环境下,液体内部压强处处相等,不再有上下表面压强差,所以浮力几乎消失。这项实验所展现的是浮力和重力伴生的现象。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压强差。当重力消失时,液体内部压强相同,浮力也就消失了。不过地球表面难以让浮力消失,这个试验很难直观地展示出来。但在空间站的微重力条件下,浮力和重力之间的伴生关系就可以非常清楚地显现。

  三、实验现象对比水油分离状况。

  在2022年3月23日第二次的天宫课堂中,进行了水油分离的实验。

  太空站中王亚平将手中装有透明的饮用水与黄色的食用油混合在一个瓶子中,不停摇晃,水油充分混合,静置几秒钟后,水与油并没有分离。

  在地面上的同学也将水与油混合在一个瓶子中,接下来静置片刻,同学们课桌上的水油液体很快在重力的影响下就出现了稳定的分层,油浮在水的上面。

  四、——太空水油不能自然分离的原因。

  这是因为什么呢?同样也是因为浮力与重力是相伴而生,在完全失重的环境下,水的浮力消失了,所以在太空中水和油就不会自然地分开。那我们可以如何让水油分开呢?,因为水和油的密度不同,所以可以通过“旋转”的方式,水油受到的离心力不同,这样就可以使水油分开。而且旋转越快,圆周运动所需要的力也会越大。水的密度大于油的密度,离心作用就会更加明显,更快地将水油分离开来。

  五、知识点总结

  1、重力

  定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。方向总是竖直向下。

  地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比,同样,当m一定时,物体所受重力的大小与重力加速度g成正比,用关系式G=mg表示。

  通常在地球表面附近,g值约为9.8N/kg,表示质量是1kg的物体受到的重力是9.8N。

  2、浮力

  定义:浸在流体内的物体受到流体竖直向上的作用力叫作浮力。

  浮力的方向:与重力方向相反,竖直向上。

  浮力产生的原因:浸在流体里的物体受到流体对物体的压力差。

  物体上下表面由于处于液体(或气体)的深度不同,受到液体(或气体)的压力也不等,下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力,这两个压力之差形成了浮力。浮力的大小与物体排开的液体(或气体)的多少相关。

  阿基米德浮力原理可知:物体所受浮力=物体排开液体所受的重力,即:F浮=G排

  【试题练习】(判断题)1.在太空中,按进水中的乒乓球会漂浮在水面上。

  【中公答案】错误。解析:这是因为浮力是随重力产生的,在太空失重环境下,液体内部压强处处相等,不再有上下表面压强差,浮力几乎消失。因此,在太空中,乒乓球会停留在水中,而不是浮在水面上。

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(责任编辑:李明)

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