王亚平向学生演示太空质量测量

　　同学：亚平老师您好，我想到三种办法测量物体的质量，首先就是在中药房可以用杆秤来测量药材的质量，当我们去买菜、买水果的时候我们也可以使用托盘称测量蔬菜水果的质量；第三种就是当我们进入物理实验室进行物理实验的时候可以使用弹簧秤测力剂来测出物体的质量。

　　史艺：好，方法真不少。亚平老师。

　　王亚平：同学们回答的都非常好，那么，这些在地面上测质量的方法，在太空中还好用吗？同学们看，这是两个完全一样的弹簧。弹簧的底端分别固定了两个质量不同的物体。如果在地面，由于这两个物体质量的不同，所以，这两根弹簧的伸长量肯定是不同的。但是现在，两个弹簧却停留在了同一位置，无法显示出两个物体质量的差别。

　　王亚平：那么，在太空中我们航天员想要知道自己是胖了还是瘦了，该怎么办呢？不用担心，我们有专门测质量的装置——“质量测量仪”。同学们看，这就是我们的质量测量仪，这是一个人体支架，这是一个腹撑，用来固定待测航天员用。下面呢，就由我和指令长来给大家演示一下测质量的过程。同学们可以先目测一下我们指令长的质量有多少呢？好，现在我们开始演示，首先让指令长固定在质量测量仪上，然后我把连接运动机构的钢丝绳拉到指定位置，准备开始，拉力使他回到了初始位置，这样就测出了他的质量。好，让我们的摄像师来个特写，我们来看看我们指令长的质量是多少呢？嗯，74千克。同学们，你们猜对了吗？

　　王亚平：同学们，你们想想看，我们这台质量测量仪用的是什么物理原理呢？其实就是我们学过的牛顿第二定律。我们知道：“物体受到的力等于它的质量乘以加速度”。那如果我们想办法测出力和加速度，就可以算出质量了。因此，我们设计了一个“弹簧—凸轮”机构，能够产生一个恒定的力，就是刚才把指令长拉回到初始位置的力。我们还设计了一个光栅测速系统，能够测出刚才身体运动的加速度。然后根据牛顿第二定律，就可以算出身体的质量了。怎么样，很巧妙吧！

　　王亚平：接下来我想再问同学们一个问题，在太空中除了可以用这种装置测质量外，还能有什么办法能够测质量呢？同学们注意看我的操作，来小小地启发大家一下！这是我刚才展示的弹簧。现在，我把两个弹簧拉到同一位置，松手，同学们你们看到了吧？两个物体的振动频率明显不一样。这一现象与地面上是完全一样的。那同学们想想看，我们可不可以利用这一现象来设计出一种测质量的方法呢？这个问题就留给你们来慢慢思考吧。