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旋转陀螺 成都学子联想到地球自转
2013-06-21  来源:成都人民广播电台  浏览:

实验1

  悬空打坐

  聂海胜盘起腿,“悬空打坐”。王亚平手指轻轻一推,聂海胜摇摇晃晃向远处飘去。

  解读:太空中微重力,让聂海胜变得很轻,只要轻轻一推他就飘出去了。

  实验2

  太空称重

  王亚平展示太空中用于测量质量的“质量测量仪”。测出聂海胜的质量:74千克。

  解读:王亚平用利用牛顿第二定律计算出聂海胜的体重。

  实验3

  神奇单摆

  王亚平通过细绳连接在支架上的小球。推小球一下,小球开始做圆周运动。

  解读:在太空中,因为没有重力,施加一个很小的初始力量,就可以实现单摆做圆周运动。

  实验4

  旋转陀螺

  王亚平先后给静止和运动的陀螺干扰力,改变它的运动方式。

  解读:在地面上,陀螺受到外力后碰到地面就停了下来。太空中,陀螺只是改变运动的位置,却依然能够继续旋转。

  实验5

  神奇水膜

  王亚平利用水袋和金属圈做成了一个水膜。

  解读:太空环境中,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,这种促使液体表面收缩的力,就是表面张力。

  实验6

  魔幻水球

  水膜加水后形成水球,王亚平用注射器往水球中间注入两个气泡。

  解读:太空中因为没有重力,只液体表面张力的作用,水泡切口就不会扩张,水泡就不会破裂。

  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。全国8万余所中学6000余万名师生通过电视直播同步收看。

  讲课实录

  “跟魔术一样,刘谦也变不出来”

  奇妙的一刻,是从王亚平的亮相开始的。她像条鱼儿一样游向镜头,稳稳站在了同伴聂海胜和张晓光的中间。10时11分,开始上课。

  聂海胜悬空打坐 被王亚平一指弹开

  为了更好展示太空失重状态,指令长聂海胜盘起腿,玩起了“悬空打坐”。王亚平用手指轻轻一推,聂海胜摇摇晃晃向远处飘去。

  掌声和欢笑声响起,地面课堂主持人的提问也随之而来:太空中还有重量吗?如何测量重量呢?

  原来,乘组在太空中用的是“质量测量仪”,一个安装在天宫舱壁的支架形状装置。聂海胜把自己固定在支架一端,王亚平轻轻拉开支架后再一松手,支架便在弹簧的作用下回复原位。测量显示,聂海胜的质量是74千克。

  水膜神奇变水球 注入红水成红球

  太空中,孩子们熟悉的玩具陀螺也成了好教具:一个静止的悬空陀螺,被推了一下后翻滚向前;另一个旋转着的陀螺同样被推了一下,这一次陀螺没有翻滚,而是晃动着快速前行。接下来,王亚平挤出几个水滴,沾到金属圈中,“同学们,见证奇迹的时刻就要到了。”同学们响起了掌声。王亚平将一个金属圈插入水袋中再慢慢抽出,圈上便形成了一个漂亮的水膜。继续注水,水膜竟然慢慢变成了一个亮晶晶的水球,能映衬出王亚平的面容,仿佛一面小小的哈哈镜。王亚平分别向其中注入气体和红色液体,水球最后变成了一枚“红灯笼”。来自史家小学的四年级学生周不比说:“水膜实验太有趣了!这个实验跟魔术一样,我觉得刘谦也变不出来这样的魔术吧。”

  成都课堂

  旋转陀螺 成都学子联想到地球自转

  “航天员如武林高手一般悬空打坐”、“像在童话故事里一样每天看16次日出”、“喝下悬浮在空中的水滴”……天府早报记者20日上午分别到成都外国语学校和电子科大附小,与成都的中小学生们一起,在电视机的直播中见证了这一发生“奇迹”的时刻。

  太空称重 石室学子另有方法

  王亚平测量航天员的质量,与石室中学同学们17日参与央视科教频道录制“地面课堂”所做的实验不谋而合。只是天宫一号里的“质量测量仪”利用的是牛顿第二定律,而石室中学同学们则是利用“简谐运动”周期公式,相比而言,牛顿第二定律的公式更简单一些。

  据石室中学该实验的指导物理老师熊安国介绍,同学们原本也想过利用牛顿第二定律,但是它对测量装置的要求太高,所以才想到了利用简谐运动的周期公式,打造了一把纯手工的“弹簧椅”来测量质量。“我们在央视的录制中,用‘弹簧椅’现场测量了主持人石琼璘的质量,测了两次取平均值,结果跟石琼璘在电子秤上测得的质量一模一样。”

  课堂气氛 水膜水球实验人气最高

  单摆小球所做的圆周运动和陀螺似星球般的太空旋转,更让孩子们感兴趣。电子科大附小的孔硕同学,看见旋转的陀螺轴向没有发生改变,忍不住问老师:“袁老师,这是不是和地球自转原理一样啊?”孩子们丰富的联想能力和分析能力,让一旁的老师也感到惊喜不已。在近40分钟的太空课堂中,不会破的透明水膜和红色水球实验,无疑将整堂课推向了高潮。这些知识和演示都让同学们大开眼界,看完后仍觉意犹未尽,直呼“神奇”。

  四川在线记者 张瑾 孙林馨

  太空留作业>>>

  王亚平出题:太空中用弹簧咋测质量

  王亚平在太空课堂的最后为电视机前的同学们留了一道家庭作业:在太空中用弹簧咋个测重量?她提示,手拿弹簧,弹簧上的两个物品同时被拉下,然后松手,它们的震动频率完全不一样。

  人大附中物理老师李志刚介绍,同样的弹簧,底下吊的物体质量不一样,我们看到它们运动的快慢也不一样,这个快慢就可以换算成时间,东西运动一次的时间叫一个周期,两个质量不一样的物体运动周期也不一样,实际上质量和周期之间有确定的关系,如果周期测出来了,就可以测出物体的质量。

  天地问答>>>

  1、太空中能看到UFO吗?

  回答:到目前为止,我们还没有看到UFO。由于我们处于大气层之外,没有了大气的阻挡和干扰,所以我们看到的星星是明亮的,不会闪烁。2、太空中有上下之分吗?

  回答:在太空中,我们自身的感觉在方位上无所谓上和下的区别。不过在天宫里,为了便于工作和生活,我们也人为地定义了上和下,把朝向地球的一侧作为下方,并铺设了地板。

  本报稿件除署名外综合新华社、北京晚报、法制晚报