中国首次太空授课活动20日上午成功举行，神舟十号航天员在天宫一号展示了失重环境下的物理现象。

太空授课的主讲人为女航天员王亚平。聂海胜辅助授课，张晓光担任摄像师。

在大约40分钟的授课中，航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验，展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。他们讲解了实验背后的物理原理，并通过视频通话与地面课堂师生进行互动交流。

地面课堂设在位于北京市海淀区的中国人民大学附属中学。

这次太空授课活动由中国载人航天工程办公室、教育部、中国科协共同主办。有关专家说，太空授课活动是我国载人航天飞行中首次开展的教育类应用任务，体现了载人航天工程直接为国民教育服务的理念，必将进一步激发广大青少年崇尚科学、热爱航天、探索未知的热情与梦想。

实验一 质量测量———牛顿第二定律

实验过程

王亚平首先展示两支完全一样的弹簧，它们分别固定了两个不同质量的物体。画面显示，两个弹簧平衡在同一位置，无法测量出物体的质量差别。随后，镜头转向天宫一号中用于测量质量的“质量测量仪”。聂海胜把自己固定在支架一端，王亚平轻轻拉开支架，一放手，支架在弹簧的作用下回复原位。LED屏显示出聂海胜的质量：74公斤。王亚平解释说，质量测量仪通过弹簧产生力并测出力的加速度，然后根据牛顿第二定律就可以算出质量。

专家解读

这个实验生动地说明了牛顿第二定律的基本原理———“物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比。”这是一个在一切惯性空间内普遍适用的基本物理定律，不因物体的引力环境、运动速度而改变，因此在太空和地面都是成立的。

在地球表面，由于受到地球引力的作用，物体的质量体现为重量。物体悬挂在弹簧秤上时，弹簧的拉力和物体受到的地球引力达到平衡，因此可以从弹簧秤的读数中得到物体的重量。而在绕地球高速运动的飞船里，地球引力被飞船的离心力所平衡，飞船内部不再有地球引力的影响，也就没有了重量的概念，因此弹簧秤就没有读数。

天宫一号里的“质量测量仪”直接运用了牛顿第二定律，利用作用力和物体加速度的关系确定物体的质量。这个原理在航天活动中有着广泛的应用。例如，航天器的燃料消耗一段时间后，总质量会发生变化，可能影响轨道控制的精确度。这时就可以开启推力器并同时测量航天器的加速度，从而计算出航天器的质量。