解读神十太空授课五个实验
"太空授课"亮点面面观

2 0 1 3 年 9 月
聂 海 胜 飞 了 出去 。在 太 空 失重 环 境 中 , 大 家都 成 了 功 夫大师 。从学生和观众热烈 的掌声 中可 以看 出,生动 诙谐 的 实 验 ,一 下 就 把 大 家 带 进 太 空 失 重 环 境 中 , 吸 引住 了学 生 ,激 发 了学 生 的 兴趣 。 2 . 空 中微 型实 验 — — 新 奇 有趣 “ 太 空授 课 ”的实验 大 多选 用 了微 型实验 ,如弹 簧 称 物 重 、单摆 运动 、陀螺运 动 、水膜 和水 球 ,实 验仪 器 简 单 易操 作 ,贴近 生 活 ,使 学生 感到 亲切 、真实 。但 是 在太空环境中,大家所熟悉的实验现象不见了,出现 了 新 奇有 趣 的现 象 。例 如 :太 空 中的单摆 不 摆 了 ,给 小球 个很小的初速度 ,它也能绕摆轴做匀速圆周运动 。又 如 : 小水 滴成 球状 在 空 中飘 浮 ,王亚平 张 嘴把 飘浮 在 空 中的水 滴 吃 了进 去 ,这个 奇妙 的 画面 引起 地面 课堂 上 学 生 的一 阵惊 叹。这 些 意料之 外 的神 奇现 象 大大 激发 了学 生 的求知 欲 ,也有利 于 学生 的主动 建构 。 3 . 对 比实验—— 在视觉冲突 中激疑 ,在激 发思维 后 释 疑 空中课 堂 中 的实验 大 多 以对 比的方 式呈 现 ,有 天 地 对 比 , 如 弹簧 称 物 重 、 弹簧 振 子 的 振 动 频 率 、 单 摆 运 动 ,而 且把 天 地 的视 频放 在 一起 直 接 对 比播 放 , 现 象 一 目了然 。在 强 烈 的视 觉 冲 突 中激 疑 生 惑 , 再对
一
பைடு நூலகம்
、
语 言 艺 术
语 言 是 人们 交 流 思 想 、 传 递 信 息 、表 达 情 感 的 工 具 。 教师 的 语 言 应 追 求 思 想 性 、科 学 性 、 艺术 性 的 统 苏霍姆 林斯基说 : “ 教师高度 的语言修养 ,在极 大程度上 决定着 学生在课堂上脑力 劳动 的效率。 ”声 情并茂 的语 言会 让学生身临其境 ,简 明、准确 、层次 清楚 、富有 逻辑性的语言引人入胜 ,机智风趣 的妙语 能 使 大 家 有 会 心 的 欢 笑 和 领 悟 。下 面 我 们 来 看 看 “ 太 空 授 课 ”的语 言艺 术 和 魅 力 。 1 . 清 亮 、 明晰 、舒 缓 、流畅 ,具有 亲和 力和 感染 力 整 节 课 , 主 讲 人 女 航 天 员 王 亚 平 精 力 充 沛 ,面 带微笑 ,声音清脆 而又甜美 ,舒缓而又流 畅,和 学生 交流极具亲和 力,例如: “ 怎 么 样 ,很 厉 害 吧 ?在 太 空 失重 环境 中 ,我们 个个 都 像是 身轻 如燕 的武 林 高 手 。” “ 嗯 , 这 是 一 个 非 常 有 意 思 的 问题 ,这 样 吧 , 让我首先来给 大家 表演一个杂技 。” “ 同学们 ,你们 看 到 这 个 可 爱 的 、 漂 亮 的 小 水 滴 ,有 没 有 想 到 晶莹 剔 透 这 个 词 呢 ?我 真 想 多 做 几 个 ,把 它 们 穿 成 一 串水 晶 项链 ,送给你们 。” “ 你们看 ,这个水球像不像是一 个 透 镜 ,透 过它 ,你 们 还 可 以看 到 我 的倒 影 呢 。 ” 还 有网络热 门语 言 “ 见证奇迹的时刻到 了”等 。王亚平 富有情感 的语 言感 染了学生和观众 ,激励和鼓舞 了学
神十太空授课观后感

神十太空授课观后感神十太空授课观后感1今天我们在早上10:00看了航天员王老师给我们讲课。
首先是称质量,其实具体的演示,王亚平给指令长聂海胜称了一下他的体重。
第二个实验是关于失重的单摆运动。
在地球上,单摆小球会在一定范围内来回晃荡,但是在太空当中给它一个作用力,它会做圆周运动。
现场的同学们见到这个现象,也感到眼睛一亮。
第三个实验是王亚平手里拿了两个我们从小就玩的陀螺,在太空当中,给它一个作用力,它就会朝着一个方向去转动。
第四个实验和水有关,是要验证表面液体的张力,捏出一个水泡之后,形成了一个水膜,后来紧接着的实验就是给一个水膜不断的注水,形成了一个透明的水球。
最让大家惊喜的就是王亚平在后来就给这个水球里面用注射器注射进去了一个红色的水滴,这个棉絮状的水滴就蔓延开来,弥漫了整个的水球。
王亚平介绍说,在失重环境下,人们能够获取结构更加均匀完整、尺寸更大的半导体晶体,有利于开展材料学基础性研究,优化和改进地面生产工艺。
失重条件下冷原子钟的频率稳定度会大大提高,可以应用于高精度的卫星导航定位系统神舟十号航天员20日上午在天宫一号进行的我国首次太空授课活动传递出这样一种理念:向民众普及科学知识、激发科学精神,同样是中国开展航天活动的重要任务。
实际上,太空科普教育活动也是世界航天活动的组成部分。
从上个世纪80年代起,美国就开始推行“教师在太空”等一系列太空教育计划。
作为载人航天的后来者,我国在这一领域的实践刚刚开始,但历次神舟飞行在实现工程目标的同时,也极大提升了全社会尤其是青少年了解航天、走近科学的热情。
30岁左右的年轻一代已经成为载人航天工程各系统的技术骨干,而他们中的很多人,正是在航天员杨利伟首次登上太空那一幕的激励下走进航天行列的。
正如女航天员王亚平在接受采访时曾说过的,面对浩瀚的宇宙,我们都是学生。
科学永远是一个国家前行的基石。
在建设创新型国家的历程中,我们需要更多的人才热爱航天、投身航天,需要全社会理解、支持这项造福人类的伟大事业。
2013年太空授课笔记

2013年太空授课笔记北京时间2013年X月XX日上午10点,神十航天员在太空给地面的学生讲课,此次太空授课主要面向中小学生,使其了解失重条件下物体运动的特点、液体的表面张力作用,加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。
以下是授课内容的相关笔记。
实验一:质量测量在失重得太空,地面的测重不再奏效。
“那么,航天员想知道自己是胖了还是瘦了?怎么称重呢?”太空教师王亚平问。
在神舟十号,有一样专门的“质量测量仪”。
“太空授课”的助教聂海胜将自己固定在支架一端,王亚平将连接运动机构的弹簧拉到指定位置。
松手后,拉力使弹簧回到初始位置。
这样,就测出了聂海胜的质量74千克。
实验二:单摆运动T形支架上,细绳拴着一颗小球。
这是物理课上常见的实验装置——单摆。
王亚平将小球拉升至一定高度后放掉,小球像着了魔似的,用很慢的速度摆动。
随后,王亚平用手指轻推小球,小球开始绕着支架的轴心不停地做圆周运动。
实验三:陀螺运动王亚平取出一个陀螺,用手轻推,陀螺竟然翻滚着向前,行进路线变幻莫测。
随后,她又取出一个陀螺,抽动它后,再用手轻推,陀螺沿着固定的轴向向前飞去。
实验四:制作水膜与水球这是同学们最感兴趣,也是最神奇的实验。
一个金属圈插入饮用水袋并抽出后,形成了一个水膜。
这在地面,难以实现,因为重力会将水膜四分五裂。
那么,这个水膜结实吗?轻晃金属圈,水膜并未破裂,而是甩出了一个小水滴。
再往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。
更奇迹的时刻:在第二个水膜上,用饮水袋不断注水,水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。
水球内有连串的气泡,用针筒取出,水球却不受任何破坏。
最后,王亚平注入红色液体,红色慢慢扩散,水球变成了一枚美丽的“红宝石”。
浙大航空航天学院的专家:液体表面层内分子间存在着的相互吸引力就是表面张力,它能使液面自动收缩。
表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的,在太空与地面液滴产生表面张力的原理以及表面张力大小都是一样的。
太空授课观后感

太空授课观后感太空授课观后感【篇1】自3名航天员于6月13日进驻天宫一号后,多项空间科学实验和技术试验陆续开展。
其中,即将进行的首次太空授课受到广泛关注。
神舟十号发射成功了,这次,神舟十号依然带了一名女宇航员上天,还首次进行了一次太空授课。
我们看到神奇的表面张力,有趣的水膜,剔透的水球。
太空,制造出奇妙的现象,真让人耳目一新。
小球会做圆周运动,而不是我们地面上看到的钟摆一样的摆动;小陀螺会翻着跟斗前行,而当它自身旋转不停时,它又会定向的转,跟头自然停止翻滚,地球就是这样走的吧;一滴水,露珠的状态,太空像个大大的荷叶,可以接住露珠。
失重的实验,地球上也能做,可在太空眼见着变化,那种奇妙感便更加直观。
太空照片看见了,太空对话实现了,太空生活也看得见,天地间太空讲课交流竟然也实现了!惊叹!我们都专心的看着神舟十号的航天员王亚平在进行在轨讲解和试验演示,最后还与地面师生双向互动交流。
我觉得这是我上过最有趣的的课,这次太空授课让我学习到了非常多的知识,我觉得非常的开心。
太空授课观后感【篇2】今天,我幸运地通过电视上了一节太空授课。
这节特殊的太空课由“神十”的三名宇航员指导教学,我通过这堂太空课学到了不少关于太空的知识。
在那失重的太空中,能做许多在地球上做不到的事,比如说:在太空舱中随意漂浮,在那里,翻多少个跟头对于他们来说都不成问题。
而宇航员王亚平阿姨也给我们演示了不少有趣的“游戏”。
她能用一个小钢丝圈套一个水膜,那一层厚厚的水膜,便镶篏在其中,然后,宇航员又向水膜中注水,那水膜不仅没有轻易地碎掉,反而在注水中变得越来越多,最后便形成一个大大透明水球,可谓是晶莹剔透,让我不禁惊叹!当然,,这其中也包含了不少的物理知识,这种种奇妙真令人羡慕啊,真希望,不久地将来,我也能象伟大的三位宇航员一样,飞上太空!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。
神十航天员王亚平太空授课内容介绍和提问资料

神十航天员王亚平太空授课内容介绍和提问资料神十航天员王亚平太空授课时间及内容介绍神舟十号航天员王亚平太空授课时间为:6月20日上午10时。
届时将进行首次太空授课。
按照计划,女航天员王亚平担任主讲,从而成为中国首位“太空教师”。
届时,各地教育部门和中学将组织收看,天宫一号也将成为中国“最高”讲台。
太空授课观后感资料:太空授课小实验1、亚平老师告诉我们,太空中专用的质量测量仪是依据牛顿第二定律制造的。
物体受到的力,等于它的质量乘以加速度。
在质量测量仪中,设置一个弹簧凸轮机构,能够产生一个恒定的力,另外再设置一个能够测出物体运动加速度的测速系统,根据牛二定律,就可以测出物体的质量了。
2、小球单摆实验:用一个支架固定,在摆轴前端用一根细线拴住一个小球,然后将小球拉高到一定位置松开手,结果小球悬浮在当前位置静止不动,并没有跟地面上一样做往复摆动。
这是为什么呢?大家想想看哦,说出你的答案!当亚平老师给小球一个推力时,小球竟然围绕摆轴做圆周运动。
这是因为:只要我们给处于失重状态下的小球一个小小的初速度,小球就会围绕摆轴做圆周运动了。
但是在地面上,我们要给小球一个足够大的初速度,才能够实现。
不一样的天空,就存在不一样的物理现象。
科普无处不在,积极关注,让我们学习更多。
3、陀螺实验:把静止的陀螺悬浮在空中,给它一个干扰力,这时陀螺开始做翻滚运动,轴向发生了很大的变化;但把陀螺先旋转起来,再给它一个干扰力时,陀螺还会跟之前一样运动吗?这时陀螺不做翻滚运动了,而是晃动着向前运动。
很有意思吧!陀螺在地面高速旋转时,具有很好的定轴性,这一特性在太空中也是一样适用。
所以天宫里的很多设备就是利用陀螺组合来定向的,也有利用陀螺定向原理制作的仪器,用来测量航天器的姿态和轨道。
4、水膜实验:使用一个金属圈和一个水袋,把金属圈轻轻地放入水袋,等待奇迹发生的时刻哦!将金属圈慢慢地抽出,这时在金属圈上形成一个大大的水膜。
在失重状态下,普通水也能够形成漂亮的水膜,这在地面上可是很难实现的呢。
最新-王亚平太空授课内容 精品

王亚平太空授课内容篇一:太空授课原理解读神十航天员太空授课物理原理姓名:钟宇学号:20190511专业:物理学2019年6月20日上午举行的太空授课活动中,我国第一位“太空教师”王亚平通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个物理实验,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,并通过视频通话与地面课堂师生进行互动交流。
这些美妙的实验反映了什么样的物理原理?天地物理特性的差别给航天飞行带来什么影响,在航天活动中有什么样的应用?清华大学航天学院副教授王兆魁对这些问题进行了解读。
图表:天宫一号太空授课:太空质量测量实验一: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。
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。
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。
神十太空授课观后感作文

神十太空授课观后感作文神十航天员王亚平北京时间2013年6月20日上午10点在太空给地面的学生讲课,此次太空授课主要面向中小学生,使其了解失重条件下物体运动的特点、液体表面张力的作用,加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。
航天员将进行在轨讲解和实验演示,并与地面师生进行双向互动交流。
下面是小编为你整理的一些关于太空授课的观后感,欢迎阅读借鉴,希望你喜欢。
神十太空授课观后感神十成功发射了,承载着我们中国的梦,这是我过航天史上的巨大突破,而且,在这次神十发射后,还进行了我国首次太空授课,作为一个宇航迷的我,在第一时间就观看了这次神十太空授课了。
在这次神十太空授课中,女航天员王亚平作文中国第一位“太空老师”。
在神舟十号的授课中,在轨讲解和试验演示让我了解液体表面张力的作用,了解微重力环境下物体运动的特点,加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。
这次的神十太空授课,让我这个宇航迷着实满足了一把,也认识到了在宇宙中,人类生存的一个环境。
太空授课观后感2016年6月20日上午10时,中国首次太空授课活动在神十飞船中举行,我们全班同学都在学校的演播大厅里观看了这次太空授课,神十飞行中进行的太空授课将通过天地互动的形式展示一些奇特的物理现象,女航天员王亚平将成为中国第一位“太空老师”。
授课内容主要是使青少年了解微重力环境下物体运动的特点,了解液体表面张力的作用,加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。
航天员将进行在轨讲解和试验演示,并与地面开展双向互动交流。
在太空世界就已经和地面上大不同了,那么,在太阳系、银河系、宇宙中还会有多少颠覆我们在地面上的既有思想观点呢?或许是整个颠覆也未可知。
所以,我们要有这个观点,既要坚持原则,又不可顽固不化,不知变化。
切不可一意孤行,固执己见,不思进取,顽冥不化。
这次太空授课,激发了学生们对学习的内心喜爱,这样就可以转化为爱祖国、爱学习、爱科学的朴素情感,让我们在日常的工作中也少一些说教,多一些用心,激励培养我们未来的接班人。
神十航天员太空授课的观后感

神十航天员太空授课的观后感神十航天员太空授课的观后感(精选12篇)12月9日,中国航天员进行太空授课。
“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,这是中国空间站首次太空授课活动。
下面是店铺为大家收集的神十航天员太空授课的观后感(精选12篇),欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
神十航天员太空授课的观后感篇1看了这次神舟十号太空授课的视频之后,真是令我大开眼界,王亚平阿姨虽然不是专业的老师,但是他讲课非常生动,让我学到了很多的知识。
这次的太空授课给我最大的感受就是,科学世界真的太神奇了。
科学在是改变我们生活,甚至改变着我的世界观,因为科学的力量,我们走进了太空,这在以前根本就是不敢想象的,而今天神十授课,让我们每一个学生都真真切切的感受到了科学的力量。
这堂课中我学到了很多的知识,关于太空的一些物理现象,虽然太空还是离我们很远,但是,我相信未来我们征服太空也不是不可能的,宇宙之大,我们还需要继续去探索。
同学们,让我们好好学习,一起携手把中国带进一个强大的时代吧!中国加油!神十航天员太空授课的观后感篇2神舟十号飞船2013年6月11日17时38分搭载三位航天员飞向太空,将在轨道飞行十五天,并首次开展我国航天员太空授课活动。
飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成,聂海胜担任指令长。
神舟十号发射了,它带走的是全国人民13亿颗紧张的心,带回来的却是1亿滴喜悦的泪水!就让我们一起期待,期待神舟十号回归的那一天。
神舟十号是中国“神舟”号系列飞船之一,它是中国第五艘搭载太空人的飞船。
飞船的推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。
升空后再和目标飞行器天宫一号的对接,并对其进行短暂的有人照管实验。
对接完成之后的任务将是打造太空实验室。
任务是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。
这将是飞船太空飞行时间最长的一次,航天科技集团神舟十号飞船总设计张柏楠表示,重点是解决空间站建设中的这些关键技术,通过天宫一号的飞行来发现、解决、验证在空间站建设远营中可能遇见的问题,这是我们当前的一个重点,所以“神舟十号”的任务是一个承前启后的任务。
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解读神十太空授课五个实验
2013年6月20日上午10时11分,随着一声“同学们,你们好”的问候,在距离地面300公里的天宫一号,中国女航天员王亚平开始了迄今为止人类历史上第二次太空讲课。
弯弯的柳叶眉、清澈的双眸、甜美的笑容,王亚平昨天的出镜让人眼前一亮,立刻“秒杀”亿万网友。
在王亚平近乎“魔术”般手下,圆周运动的单摆、不变轴向的陀螺、晶莹剔透的水膜、红扑扑的水球,中国第一堂太空授课在趣味与惊奇中完美展现。
2007年08月14日,美国人芭芭拉·摩根在国际空间站进行了人类首次太空授课,她通过视频向学生展示了在太空运动、喝水等情景。
专家称,和芭芭拉进行的太空授课相比,中国航天员的这堂太空授课,不仅科技含量更高,难度也更高。
摩根太空授课的内容是介绍和演示太空生活,而王亚平授课的内容是介绍和演示物理概念,难度高于美国。
据太空授课教案组介绍,太空授课计划一年前就在筹备了,本想神舟九号的时候就进行,但神九升空时间较短而且主要任务是对接任务,所以太空授课计划最终在神十实现。
神十太空授课创下了两个第一:中国载人航天工程史上第一次发自太空的授课,中国学生第一次通过直播画面观看来自太空的五个失重实验。
神十太空授课为何挑选这五个实验?主要是从经典、易懂、新颖、观赏性和差异性、学生们的知识储备和兴趣等几个方面去考虑的,在弹簧秤、陀螺、单摆、金刚圈这些教具的协助下,神奇的现象应接不暇。
实验一:打开“箱子”测质量
悬空打坐、大力神功,这两招专属武林高手们的“功夫”,经过三名航天员在太空的演绎,引来了同学们的阵阵喝彩。
航天员表演之后给同学们提出了疑问:在地面上,人们一般用天平、台秤等测量物体受到的重力,从而计算物体的质量。
那么,失重环境下该如何测质量呢?天宫一号上配备有质量测量仪,这个质量测量仪就是设置在天宫一号舱壁的一个支架形状的装置,看上去像飞船舱壁上的一个箱子。
拉开“箱子”后,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,支架便在弹簧的作用下回复原位。
装置上的LED屏上显示出数字:74.0,这表示聂海胜的实测质量是74千克。
在给同学们解释了应用原理之后,王亚平还给同学们布置了一道课后思考题:除了运用牛顿第二定律,还有什么办法可以在失重环境下测量物体的质量呢?
【解读】在地面上,弹簧秤提供的弹力跟重力是平衡的,不同质量的物体挂在弹簧秤上弹簧伸长不一样,即重量是不一样的。
在太空,因为微重力环境,两个不同质量的物体在弹簧秤上,两个弹簧指标是平齐的。
因为没有重量的概念,弹簧秤就没有读数。
天宫一号里的“质量测量仪”,运用了牛顿第二定律,即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,这一定律在太空和地面都是成立的。
据了解,这个原理在航天活动中比较常用。
例如,航天器在运行中会耗损,质量会发生变化,就影响轨道控制的精确度。
这时,可开启推力器,并同时测量航天器的加速度,从而准确掌握航天器的质量。
实验二:神奇单摆做圆周运动
物理课上常见的实验装置单摆受力后,是左右摇摆还是圆周运动?这个稍有物理常识的人都很容易回答的问题放在太空就变得超乎想象了。
在第二个实验中,支架上细绳拴着一颗明黄色的小钢球,这就是物理课上常见的单摆。
王亚平把小球轻轻拉升到一定位置放手,小球并没有出现地面上常见的往复摆动,而是停在了半空中,拴小球的细线呈弯曲状静止,将其拉高后,结果并没有发生变化。
接下来,王亚平用手指沿切线方向轻推小球,小球就开始绕着支架的轴心做圆周运动,即使中心轴的角度发生改变,小球也仍然做同样的运动。
而同样的动作在地面对比试验中,就需要施加足够的力,给小球一个较大的初速度,才能使它绕轴旋转。
【解读】小球单摆是一个经典的运动模型。
在地面上小球单摆具有等时性,比如摆钟。
在太空中由于小球失重,只剩下一个绳子的拉力,理论上说,单摆上的小球无论放在哪个位置都不会动,小球会飘浮在空中。
但在实验中,小球提高到一个位置时,发生了晃动。
即在太空中,如果给了小球一点初速度,小球就能在绳子的牵引下做圆周运动,如果摩擦小,这种圆周运动是匀速的。
据了解,太空中的一个小动作,甚至呼吸,天宫一号设备的运转都可能造成小球运动。
实验三:陀螺轴向不变向前飞
为了证实高速旋转的陀螺在太空失重条件下的定轴特性,王亚平取出一个红黄相间的陀螺,把它静止悬放在空中。
用手轻推陀螺顶部,陀螺翻滚着飞向远处,轴向也发生了改变,期间,聂海胜也对陀螺进行了干扰。
紧接着,王亚平取出一个一模一样的陀螺,通过道具让它旋转起来并悬浮在半空中,这时候再用手轻轻一推,旋转的陀螺只是轻晃一下,并不翻滚,而只是保持着固定的轴向,向前飞去。
【解读】旋转的陀螺体现出很好的定轴性,定轴性遵守角动量守恒原理,即在没有外力矩作用的情况下,物体的角动量会保持恒定。
据了解,现实生活中有很多体现,比如子弹从枪膛里出来时高速旋转,这样保持稳定性和准确性。
不论在太空还是在地球,都遵守角动量守恒原理。
在地面上,陀螺需要支撑物实现转动,而陀螺与支撑物之间的摩擦产生的干扰力矩等因素改变了陀螺的角动量,使其旋转速度逐渐降低,不能很好地保持旋转的方向,最终停下。
在太空中,给静止的陀螺一个初速度,就会向前翻转。
给正在转动的陀螺一个初速度,轴向几乎不变。
据了解,利用角动量守恒定律,可以实现卫星的定向控制。
而有些轿车上,就安装了测量车身纵向和横向摆动的陀螺传感器,可以实现车身稳定度的控制。
实验四:“水膜”内嵌入中国结
在水膜实验中,王亚平拿起一个饮用水袋,打开止水夹,水并没有倾泻而出。
轻挤水袋,在饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠,略微抖动水袋,水珠便悬浮在半空中。
但是甩出的水珠必须用吸水纸迅速收集起来,避免乱飞影响设备安全。
接着,她把一个金属圈插入装满饮用水的袋中,慢慢抽出金属圈,便形成了一个漂亮的水膜。
轻轻晃动金属圈,水膜也不会破裂,只是偶尔会甩出几颗小水滴。
随后,王亚平又往水膜表面贴了一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。
【解读】在地面上,只有经过处理的肥皂水等才能表现比较强的张力特性。
因为地面上的液体表面张力无法抗衡地球引力的作用。
液体的表面张力,使得液体表面分子有被拉入内部的趋势,导致表面就像一张绷紧的橡皮膜,是促使液体表面收缩的绷紧的力。
在太空中,表面张力使水膜似橡皮膜圈在金属环里,并且比地面上形成的水膜更大、存在时间更长。
据了解,液体表面张力在航天活动中有重要应用。
科学家们制造了表面张力贮箱,利用表面张力推动液体推进剂流动。
实验五:普通水变身“魔法水球”
为了进一步证实液体在太空的表面张力,王亚平用金属圈重新做了一个水膜,然后用饮水袋慢慢向水膜上注水,不一会儿,水膜就变成了一个亮晶晶的大水球,水球中还有一串小气泡。
聂海胜取出一支注射器,抽出水球中的小气泡。
王亚平用注射器向水球内注入空气,在水球内产生了两个标准的球形气泡,气泡既没有被挤出水球也没有融合到一起,水球也没有爆裂。
紧接着,王亚平又用注射器把少许红色液体注入水球,红色液体慢慢扩散开来,透明的水球就变成了粉红色。
【解读】航天员向水膜上不断注入水时,这些水就能够均匀分布在水膜周围逐渐形成水球。
太空中去除了重力对物体形态的制约之外,由于分子间的相互作用,液体表面张力很明显,液体的表面积会缩到最小,也就变成了水球。
在地面上由于有密度差,如果注入红色液体,扩散会有一个总体的趋势,就像鸡尾酒里的层次分明。
但在太空中没有密度差,扩散就
比较均匀。