資源簡介

(共23張PPT)
為“天宮課堂”設計一個小實驗
跨學科實踐
第十章 從粒子到宇宙
（滬粵版）八年級
下
活動主題
“天宮課堂”第一課——我國航天員王亞平在葉光富、翟志剛的配合下，于 2021年12月9日在中國空間站進行了“天宮課堂”授課，展示了中國空間站的工作與生活場景，演示了微重力環境下細胞學實驗、人體運動、液體表面張力等神奇現象，并與地面課堂進行實時交流共享，畫面清楚，聲音清晰。
活動主題
同學們能清晰地看到在微重力環境中，浮力消失了，注入氣泡的水球中成正、倒兩個王亞平的像，等等，大家感到非常奇妙！還有更多其它跟多有趣的實驗向象，不少同學都想為空間……
浮力消失實驗
水球膜與水球實驗
泡騰片實驗
在太空失重環境下，液體內部壓強處處相等，不再有上下表面壓強差，浮力幾乎消失。
在失重環境下，水滴會在表面張力的作用下收縮成一個接近完美球體的水球。
泡騰片放入水中產生大量的氣泡，氣泡不會從水球中冒出。實驗中的水球像一個藍色地球。
活動主題
“天宮課堂”第二課——2022年3月23日，我國航天員王亞平、葉光富、翟志剛再次進行中國空間站太空授課，讓位于地球的同學們再次感知宇宙的奧秘……
活動主題
在微重力環境中，航天員老師們進行了神奇的太空“冰雪”實驗、液橋實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗等……
神奇的太空“冰雪”實驗
王亞平老師用一個小木棒碰下過飽和溶液，立刻就形成結晶,而且在結晶的過程中會釋放熱，所以外觀看似冰球，其實是個“熱球”。王亞平老師說，冰球摸上去是熱乎乎的。
液橋實驗
在太空環境下，兩個塑料板上的水滴慢慢連接在一起，從而拉長形成液橋，并且因為在微重力的環境下，形成的液橋可以拉得比較長。
活動主題
在微重力環境中，航天員老師們進行了神奇的太空“冰雪”實驗、液橋實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗等……
水油分離實驗
在微重力環境下，用力搖晃混合之后，油和水就混合到了一起，哪怕靜置下來，也依舊保持混合狀態。
但是在空間站，雖然沒有了重力，但是水和油的物理性質是不會變的，密度不同，通過旋轉、離心的方式就可以把它們分離出來的。
太空拋物實驗
在空間站艙內，冰墩墩幾乎不受重力作用，不論往哪個方向拋，冰墩墩幾乎都可以勻速直線運動，因為物體只受到微弱的空氣阻力作用，速度方向和大小的變化都很微小。
活動主題
“天宮課堂”第三課——2022年10月12日，神舟十四號乘組陳冬、劉洋、蔡旭哲三位“太空教師”聯袂帶來了“天宮課堂”第三課……
活動主題
課堂上生動介紹展示了空間站問天實驗艙工作生活場景，也向地面的同學演示了微重力環境下毛細效應實驗、水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、會掉頭的扳手等神奇科學現象……
毛細效應實驗
陳冬老師將三根粗細不同的量管放入水中，沒過多久，水便上升到達量管頂部。由于沒有重力束縛，流體表面張力作用會更加明顯，驅動液面快速上升。
在微重力環境下，快速向水球擠出空氣，水球會劇烈震動，而在水球內加入一個空心鋼球后，再次向其擠出空氣，發現它居然變“懶”了，振動幅度小了很多
水球變“懶”實驗
活動主題
課堂上生動介紹展示了空間站問天實驗艙工作生活場景，也向地面的同學演示了微重力環境下毛細效應實驗、水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、會掉頭的扳手等神奇科學現象……
太空趣味飲水
在地面上，我們用很長的吸管飲水，感覺會很費力，而在微重力的環境下，即使劉洋老師用2米的飲水管飲水也很輕松
在微重力環境下，不同旋轉方式的“T”型扳手會頑皮地“掉頭”，而他們“掉頭”的方式和穩定程度，與它們的旋轉方式和質量的分布有關
會掉頭的扳手
活動主題
“天宮課堂”第四課——2023年9月21日，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮面向全國青少年進行太空科普授課，這是中國航天員首次在夢天實驗艙內進行授課……
活動主題
課堂上兩位航天員老師玩心大發，通過玩火、玩水、玩球、玩陀螺等方式為同學們演示球形火焰實驗、 太空“乒乓球”實驗、動量守恒實驗以及又見陀螺實驗……
球形火焰實驗
由于微重力環境幾乎消除了浮力對流，燃燒后的氣體，向各個方面運動的趨勢相同，因此不管蠟燭的方向朝向哪里，火焰都近似球形
使用普通球拍，水球“乒乓球”沒有破裂，而是牢牢粘在球拍上；使用毛巾加工成的球拍，水球不僅沒有被吸收，反而彈開了；
這是因為除了表面張力，使水球不容易破裂之外，毛巾的表面布滿了疏水的微絨毛，有很好的疏水性能
太空“乒乓球”實驗
活動主題
又見陀螺實驗
在空間站，航天員手握快速自轉的陀螺，改變陀螺的方向，航天員的身體也會隨之運動
這是由于陀螺快速自轉，產生了角動量，再改變它的方向時，角動量會產生顯著的變化，陀螺與航天員的手，產生了反作用力學，從而讓航天員輕松地實現了轉身
航天員首先用一個鋼球A碰撞另一個完全相同相同的鋼球B，如果是正碰撞,會發現A停止運動，B由靜止變為運動狀態，且速度與A的初速度相同，
動量守恒實驗
課堂上兩位航天員老師玩心大發，通過玩火、玩水、玩球、玩陀螺等方式為同學們演示球形火焰實驗、 太空“乒乓球”實驗、動量守恒實驗以及又見陀螺實驗……
活動主題
天宮課堂中航天員老師們向我們展示了神奇有趣的科學實驗，涵蓋了物理、化學、生物、地理等多科目的知識點，涉及到了我們在初中和高中階段學習的多個板塊內容,激發我們現階段學習的熱忱，同時也為以后的學習提供指引……
方案制定與實施
在老師的指導下，用你學過的物理知識，設計一個在空間站里做的物理小實驗，也可以是跨學科的實驗。要有實驗原理、實驗方案、實驗器材以及實驗展示。
物理
生物
化學
地理
成果展示與交流
在班級演示你所設計的小實驗，并推選幾個優秀的小實驗和實施方案；寫一封請求實現心愿的信件。將推選的小實驗、實施方案和信件寄給中國國家航天局。如果你對“天宮課堂”還有更好的建議與設想，也可附在信內。
02
隨堂練習
1、如圖所示，在“天宮”課堂中，航天員將兩個水球逐漸靠近，發現兩個水球吸在了一起，“吸”的原因與下列現象中相同的是（　　）
A．在清掃家里衛生時，用吸塵器吸灰塵
B．兩個表面光滑的鉛塊，擠壓后能“吸”在一起
C．炎熱的天氣里，用吸管吸瓶中的飲料
D．馬德堡半球實驗時，兩個半球“吸”在一起
B
2、“天宮課堂”授課期間，航天員通過視頻通話形式與地面課堂師生進行交流，其中將信息傳回地面主要是通過（　　）
A．電磁波 B．超聲波 C．次聲波 D．紅外線
A
3、在“天宮課堂”中，航天員王亞平展示了“浮力消失”的實驗。在空間站微重力環境中，她用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球靜止不動，如甲所示。在中國科技館的同學們做了同樣的實驗，乒乓球卻迅速上浮直至漂浮，如乙所示。下列說法中正確的是（　　）
A．圖甲中，乒乓球的質量為零
B．圖甲中，水所受的重力幾乎為零，因此“浮力消失”
C．圖乙中，乒乓球上浮時所受的浮力等于所受的重力
D．圖乙中，乒乓球上浮過程中水對容器底部的壓強變大
02
隨堂練習
B
4、如圖所示，王亞平在天宮課堂展示高空拋物實驗，用到的道具是北京冬奧會吉祥物之一的冰墩墩，冰墩墩從地面被帶到太空，它的質量（　　）
A．比在地面時大 B．和在地面時相同
C．比在地面時小 D．變為零
B
5、“天宮課堂”上，航天員老師王亞平和葉光富做了“扔冰墩墩”游戲，冰墩墩被扔出后近似做勻速直線運動，下列說法正確的是（　　）
A．冰墩墩離手后能繼續運動是因為它一直受到慣性
B．冰墩墩離手后能繼續運動是因為它自身有一個向前沖的作用力
C．冰墩墩離手后能繼續運動是因為冰墩墩具有慣性
D．從冰墩墩離手到最后被接住，冰墩墩的慣性慢慢變小為0
02
隨堂練習
C
6、在“天宮課堂”第二課的互動環節中，王亞平回答網友提問，講述了在空間站里流眼淚是怎樣的體驗。你認為以下成語能恰當表達空間站中流淚情景的是（　　）
A．潸然淚下 B．淚如雨下
C．熱淚盈眶 D．聲淚俱下
C
7、2021年12月9日“天宮課堂“第一課開講。宇航員王亞平做了水球成像實驗（如圖），當往水球中央添加一個氣泡時（如圖甲），可看到一個正立縮小和一個倒立縮小的頭像（如圖乙）。下列說法中正確的是（　　）
A．水球只能成倒立的像
B．氣泡把水球內圈變為兩個凸透鏡的組合
C．失重環境下透鏡成像規律與地面上的相同
D．圖乙中倒立的像與投影儀成像原理相同
02
隨堂練習
C
8、2023年9月21日，中國航天員首次在夢天實驗艙內進行“天宮課堂”授課。航天員演示了奇妙“乒乓球”實驗，將水球當作乒乓球來打。當被打出去的水球在空中運動時（　　）
A．以航天員為參照物，水球是靜止的
B．以夢天實驗艙為參照物，水球是靜止的
C．以地球為參照物，水球是靜止的
D．以球拍為參照物，水球是運動的
02
隨堂練習
D
9、閱讀材料回答問題。
“天宮課堂”
2022年3月23日15時40分，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講。王亞平老師和葉光富老師，在“太空拋物”實驗中，請來頂流助教冰墩墩，當王亞平老師將冰墩墩拋出后，冰墩墩實現了牛頓第一定律所描述的現象。
02
隨堂練習
請根據以上材料，結合我們所學過的物理知識回答以下問題：
（1）王亞平老師可以在太空站里生活，所以“天宮”內的氣壓 （選填“大于”、“小于”或“等于”）“天宮”外氣壓；
（2）王亞平老師給冰墩墩施加一個力，冰墩墩動起來了，這體現了力的作用效果是：力可以改變物體的 ，當冰墩墩離開王亞平老師的手后，以天宮為參照物，我們看到冰墩墩將做 。
大于
運動狀態
勻速直線運動
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