太空授課內容_如果讓你當太空授課老師,你會講些什么內容的課,說...

太空授課內容實驗一:質量測量在失重的太空,地面的測重不再奏效 。“那么,航天員想知道自己是胖了還是瘦了?怎么稱重呢?”太空教師王亞平問 。在天宮一號 , 有一樣專門的“質量測量儀” ?!疤帐谡n”的助教聶海勝將自己固定在支架一端,王亞平將連接運動機構的彈簧拉到指定位置 。松手后,拉力使彈簧回到初始位置 。這樣,就測出了聶海勝的質量——74千克 。揭秘:牛頓第二定律對這個問題,王亞平就有解釋,“其實,就是牛頓第二定律F=ma ?!币簿褪?,物體受到的力=質量×加速度 。如果知道力和加速度 , 就可算出質量,“彈簧凸輪機構,產生恒定的力 。也就是,剛才將助教拉回至初始位置的力 。此外,還設計一個光柵測速系統,可測出身體運動的加速度 ?!碧丶壗處燅樑d高:用光柵測速裝置測量出支架復位的速度v和時間t,計算出加速度(a=v/t),就能夠計算出物體的質量(m=F/a) 。牛頓第二定律是一個在一切慣性空間內普遍適用的基本物理定律,不因物體的引力環境、運動速度而改變,因此在太空和地面都是成立的 。實驗二:單擺運動T形支架上,細繩拴著一顆小球 。這是物理課上常見的實驗裝置——單擺 。王亞平將小球拉升至一定高度后放掉,小球像著了魔似的,用很慢的速度擺動 。隨后 , 王亞平用手指輕推小球,小球開始繞著支架的軸心不停地做圓周運動 。揭秘:太空失重浙大航空航天學院專家:在地面,單擺的運動周期與擺的長度、重力和加速有關 。但在失重的狀態,沒有了回復力,鋼球就靜止在原始位置 。這時 , 細繩并沒有給球拉力 。手推小球 , 相當于給了小球一個初始速度,同時細繩又給小球提供了拉力,細繩拉力平衡離心力,小球便繞著支架的軸心做圓周運動 。如果沒有細繩的拉力 , 小球就做勻速直線運動 。而在地面,空氣的阻力使物體的速度越來越慢,重力則使物體向下掉 。實驗三:陀螺運動王亞平取出一個陀螺,用手輕推,陀螺竟然翻滾著向前,行進路線變幻莫測 。隨后,她又取出一個陀螺 , 抽動它后,再用手輕推,陀螺沿著固定的軸向向前飛去 。揭密:角動量守恒特級教師駱興高:轉動的陀螺具有定軸性 。何為“定軸性”?就是當陀螺轉子以高速旋轉時,在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時 , 陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變的特性,也稱為穩定性 。轉子的轉動慣量愈大,穩定性愈好;轉子角速度愈大,穩定性愈好 。定軸性遵守角動量守恒定律——在沒有外力矩作用的情況下,物體的角動量會保持恒定 。航天員瞬時施加的干擾力不能產生持續的力矩,由于角動量守恒,高速旋轉陀螺的旋轉軸就不會發生很大改變 。而這一點在地面上之所以很難實現,并不是因為角動量守恒定理不成立 , 而是因為陀螺與地面摩擦產生的干擾力矩等因素改變了陀螺的角動量,使其旋轉速度逐漸降低,不能很好地保持旋轉方向 。實驗四、五:制作水膜、水球太空授課模擬圖(5張)這是同學們最感興趣,也是最神奇的實驗 。一個金屬圈插入飲用水袋并抽出后 , 形成了一個水膜 。這在地面,難以實現 , 因為重力會將水膜四分五裂 。那么,這個水膜結實嗎?輕晃金屬圈,水膜并未破裂 , 而是甩出了一個小水滴 。再往水膜表面貼上一片畫有中國結圖案的塑料片,水膜依然完好 。更奇跡的時刻:在第二個水膜上,用飲水袋不斷注水,水膜很快長成一個晶瑩剔透的大水球 。水球內有連串的氣泡 , 用針筒取出,水球卻不受任何破壞 。最后,王亞平注入紅色液體 , 紅色慢慢擴散,水球變成了一枚美麗的“紅寶石” 。揭秘:液體表面張力浙大航空航天學院的專家:液體表面層內分子間存在著的相互吸引力就是表面張力,它能使液面自動收縮 。表面張力是由液體分子間很大的內聚力引起的 , 在太空與地面液滴產生表面張力的原理以及表面張力大小都是一樣的 。只是,在失重的狀態下,表面張力表現更為明顯 。失重時 , 水珠之間沒有了重力的擠壓,液滴在表面張力的作用下,都形成了最完美的球形 。特級教師駱興高:液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層 , 叫做表面層,表面層里的分子比液體內部稀疏,分子間的距離比液體內部大一些 , 分子間的相互作用表現為引力,導致表面就像一張繃緊的橡皮膜,這種促使液體表面收縮的繃緊的力,就是表面張力 。微觀表現為分子引力,宏觀體現即液體表面的張力 。當針尖戳入水球時 , 水的表面張力依然存在,故水球不被破壞 。老師學生將“天地對話”為配合此次太空授課活動,中國載人航天工程網在今年5月24日至6月10日期間舉辦了“我問航天員”——太空授課大型問題征集活動,收集中小學生朋友對載人航天科技、航天飛行、空間科學及航天員太空工作、生活等領域的提問 。
目前,已經征集到數千個相關問題 。這些問題,除了部分由參與過飛行任務的航天員或航天專家在活動后期訪談、文字或“微訪談”方式回答外 , 還將在此次太空授課中提交給神舟十號的三位航天員在太空予以解答 。此外,還將挑選2-3名熱心提問的中學生到太空授課的地面現場,與340公里之外的“太空老師”進行互動 。
本次太空授課將持續45分鐘,課程內容為展示并講解太空中的失重現象等 。此次授課將通過天鏈數據“中轉站”傳送雙向實時授課畫面,實現天地之間的視頻提問和回答 。講課意義本次航天任務中的“太空授課”環節旨在激發廣大中小學生對宇宙空間的向往、對學習科技知識的熱情,使中小學生走近航天、了解航天、熱愛航天 。作為繼美國之后第二個完成太空授課的國家,此次太空授課不僅將提升全民對航天的興趣,還會從應用上推動天地大容量信息處理產業的發展,而大數據時代的來臨將成為天地大容量信息處理產業發展的契機 。[5]同時這也意味著中國已經擁有對地外航天器可以進行至少40分鐘的實時監控,這意味中國已經擁有對洲際導彈進行全程的調整和監控能力 。
中國首次太空授課主要講了什么【太空授課內容_如果讓你當太空授課老師,你會講些什么內容的課,說...】襄陽漢江網消息(襄陽晚報) 6月20日上午,神舟十號航天員聶海勝、張曉光、王亞平在遠離地面300多千米的天宮一號為全國青少年帶來神奇的太空一課 。我國第一位“太空教師”王亞平通過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個物理實驗,展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象,并通過視頻通話與地面課堂師生進行互動交流
鏡頭一:漂浮亮相
10時11分,神舟十號航天員的身影清晰出現在中國人民大學附屬中學報告廳大屏幕上 。作為太空授課的“地面課堂”,330多位師生在這里親身經歷與神十航天員天地連線 。
王亞平魚兒一般向艙內攝像機游來,她是本次授課的主講 。指令長聶海勝則當起了“助教”,負責配合“主講”管理教具,維護課堂秩序 。航天員張曉光是這次授課任務的攝像師 , 在失重環境下不易保持自身平衡,他要先用束縛帶把自己固定在艙壁上,再用手持攝像機保持長時間穩定拍攝 。
為了更好展示太空失重狀態 , 指令長聶海勝盤起腿,玩起了“懸空打坐” 。王亞平用手指輕輕一推,聶海勝搖搖晃晃向遠處飄去 。
掌聲和歡笑聲在地面課堂響起 。
鏡頭二:太空稱重
航天員的表演給同學們帶來了疑問:在地面上,人們一般用天平、臺秤、托盤秤、桿秤、彈簧秤測量物體的質量 。那么,失重環境下,太空中航天員想要知道自己是胖了還是瘦了,該怎么辦呢?“質量測量儀”派上了用??,震}譴猶旃緩挪氈諫洗蚩囊桓鮒Ъ芐巫醋爸?。聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開支架,一放手,支架便在彈簧的作用下回復原位 。測量結果表明,聶海勝的質量是74千克 。
王亞平解釋說,天宮中的質量測量儀 , 應用的是牛頓第二運動定律:物體受到的力等于它的質量×加速度 。實驗中設計了一個彈簧能夠產生一個恒定的力,還設計了一個系統測出加速度,然后根據牛頓第二定律就可以算出身體的質量了 。
○專家解讀:這個實驗生動地說明了牛頓第二定律的基本原理——“物體加速度的大小跟物體受到的作用力成正比 , 跟物體的質量成反比” 。這是一個在一切慣性空間內普遍適用的基本物理定律,不因物體的引力環境、運動速度而改變 , 因此在太空和地面都是成立的 。天宮一號里的質量測量儀直接運用了牛頓第二定律,利用作用力和物體加速度的關系確定物體的質量 。
鏡頭三:神奇單擺
T型支架上,用細繩拴著一顆明黃色的小鋼球 。王亞平把小球輕輕拉升到一定位置放手,小球并沒有出現地面上常見的往復擺動,而是停在了半空中 。王亞平用手指沿切線方向輕推小球,奇妙的現象出現了:小球開始繞著T型支架的軸心做圓周運動——而在地面對比試驗中,需要施加足夠的力,給小球一個較大的初速度 , 才能使它繞軸旋轉 。
人大附中早培班學生徐海博提問道:“航天員老師,您在太空中有沒有上下方位感?”
在聶海勝的幫助下,王亞平以一套“雜技”動作解答了同學的疑惑:先是懸空橫臥空 , 緊跟著又倒立起來 。
王亞平說,在太空中,我們自身的感覺在方位上是無所謂 , 無論我們的頭朝向哪個方向,自身的感覺都是一樣的,不過生活在太空中,我們也人為定義了上和下,并且把朝向地球的一側作為下方,并鋪設了地板 。
○專家解讀:實驗中小球沒有來回擺動、而是懸浮或者做圓周運動,是太空中的失重現象導致的 。在地面上,一旦松手,在地球重力的作用下,小球會向下運動,而由于小球被細繩連接在支架上,它就會被細繩牽著來回擺動 。但太空中沒有重力作用 , 小球只會在原地懸浮 。同樣因為重力環境的不同,在太空中輕輕推小球一下 , 小球會在細繩的牽引下做圓周運動 。而在地面上,需要給小球足夠大的初速度,才能使它克服地球重力的阻礙,實現圓周運動 。
鏡頭四:旋轉陀螺
地面上常見的玩具陀螺 , 在太空中成了好教具 。王亞平取出一個紅黃相間的陀螺懸在空中,用手輕推陀螺頂部,陀螺翻滾著向前移動 。緊接著 , 她拿出一個相同的陀螺,先旋轉起來再懸浮在半空中,這一次用手輕輕一推,旋轉的陀螺則不再翻滾,而是保持搖晃著向前奔去 。
王亞平介紹說,高速旋轉陀螺的定軸特性在航天領域用途廣泛 。在天宮一號目標飛行器上 , 就裝有各式各樣的陀螺定向儀,正是有了它們 , 才能精準地測量航天器的飛行姿態 。
○專家解讀:轉動的陀螺具有定軸性,定軸性遵守角動量守恒原理——在沒有外力矩作用的情況下,物體的角動量會保持恒定 。航天員瞬時施加的干擾力不能產生持續的力矩,由于角動量守恒,旋轉陀螺的旋轉軸就不會發生很大改變 。而這一點在地面上之所以很難實現 , 因為陀螺與地面摩擦產生的干擾力矩等因素改變了陀螺的角動量,使其旋轉速度逐漸降低,不能很好地保持旋轉方向 。
鏡頭五:魔幻水球
王亞平拿起一個航天員飲用水袋 , 打開止水夾,水并沒有傾瀉而出 。輕擠水袋,在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠,略微抖動水袋 , 水珠便懸浮在半空中 。王亞平笑著說:“如果詩仙李白在天宮里生活,大概就寫不出‘飛流直下三千尺’的名句了,因為,失重環境下水不可能飛流直下 ?!?br /> 接著,她把一個金屬圈插入裝滿飲用水的自封袋中,慢慢抽出金屬圈,便形成了一個漂亮的水膜 。輕輕晃動金屬圈,水膜也不會破裂 , 只是偶爾會甩出幾顆小水滴 。隨后,王亞平又往水膜表面貼上了一片畫有中國結圖案的塑料片 , 水膜依然完好 。這些在地面難得一見的奇特景象,引起同學們的連聲驚嘆 。
慢慢地向水膜注水 , 不一會兒,水膜就變成了一個亮晶晶的大水球 。用注射器向水球內注入空氣 , 在水球內產生了兩個標準的球形氣泡,氣泡既沒有被擠出水球,也沒有融合到一起 。緊接著,王亞平又用注射器把少許紅色液體注入水球,紅色液體慢慢擴散開來,晶瑩透亮的水球變成了“紅燈籠” 。
○專家解讀:這兩個實驗均展示了液體表面張力的作用 。表面張力現象在日常生活中非常普遍,比如草葉上的露珠、空氣中吹出的肥皂泡等 。而太空中的液體處于失重狀態,表面張力不僅大顯身手 , 還決定了液體表面的形狀 。
鏡頭六:太空寄語
奇妙的太空實驗結束后,航天員開始回答同學們的問題 。
人大附中高二年級學生司紫碩詢問天宮中的水從何而來,聶海勝回答說:“我們在天宮一號上使用的水都是從地面帶來的 。在太空中實現資源循環利用是非常重要和有價值的,但這需要先進的技術和復雜的設備,因此在短期飛行采用一次性用水更為經濟 。我國未來的空間站將采用先進的資源再生和循環利用技術,在天宮一號上也進行了部分相關關鍵技術試驗 ?!?br /> “您能看到太空垃圾嗎?”“能看到UFO嗎?”三位航天員一一對問題做出解答后,一堂神奇的太空授課接近尾聲 。在距地300多千米外的太空上,航天員為同學們送來了寄語——聶海勝說:“愿同學們刻苦學習,增長知識,為‘中國夢’添彩!”張曉光說:“深邃太空 , 奧秘無窮,探索無止境,讓我們共同努力!”王亞平說:“飛天夢永不失重,科學夢張力無限!” (圖文均據新華社)
王亞平在太空授課的內容寫一份觀后感 。歷史將記住這一天 。在北京時間2013年6月20日,神十女航天員王亞平在天宮一號為大家進行了太空授課 。整個授課持續時間約為40分鐘 , 聶海勝輔助授課,而張曉光則擔任攝像師 。這是我國前所未有的一種嘗試 , 許多網友紛紛表示觀看后心中感觸頗深 。我也一樣 。
在此次短短四十分鐘的時間內,可愛的航天員們為我們展示了五個實驗 , 主要是讓為了讓我們更加清楚地了解在微重力環境物體運動的特別,了解液體表面張力的作用,并且對質量、重量、牛頓定律等有一個更加深入的了解 。在觀看后我覺得特別有趣 。
第一個實驗是測量質量,所使用的器具是根據牛頓第二定律所制成的質量測量儀 。到底該如何測量呢?我仔細觀看了實驗,并且聽了解說 。原來 , 物體受到的力,等于它的質量乘以加速度 。根據這個原理,我們可以測出物體的質量 。
第二個實驗是單擺實驗 , 主要步驟是:將支架固定后,在擺軸的前端我們可用一根線拴住一個小球,接著將球拉高到一定位置后松手 。如果是在地球上 , 這時我們可以肯定地回答說小球會左右擺動 。但在太空中你猜怎么著?原來小球在那個高度靜止不動了!想要它動該怎么辦呢?這時,王老師給了小球一個推力,可愛的小球就傻乎乎地圍著擺軸做圓周運動了!
第三個實驗的道具是我們小時候最愛的玩具之一——陀螺 。這個實驗是怎么做的呢?首先把靜止的陀螺懸浮在空中,然后給它一個干擾力,這時笨笨的陀螺就會開始做翻滾運動 , 軸向也會發生很大的變化 。但若是先讓陀螺旋轉,再給它干擾力,此時它就不會翻滾了 , 而是向前行動 。真是有趣啊 。聽說天宮里的很多設備就是利用陀螺組合來定向的呢!原來,小小的陀螺背后也蘊藏著這么豐厚的知識?。?br />第四個實驗是水膜實驗 。這根我們所說的面膜差太多了 。在這里我們可用到兩個道具——一金屬圈,一個水袋 。首先,把金屬圈輕輕地放入水袋;接著 , 將金屬圈慢慢地抽出 。好了,等待奇跡的時刻到了!抽出后的金屬圈上會形成一個大大的水膜 。這是為什么呢?其實很簡單,一切都歸功于——失重!
第五個實驗是水球試驗 , 也就是王老師將紅色液體注入到水球中,而紅色會在水球里慢慢地散開,最終形成一個大大的紅色水球 。
其實航天員聶海勝也向我們展示了懸空打坐、量體重等一系列的實驗,令人同樣覺得不可思議 。
如今 , 我們都在談論“中國夢”的實現,我相信,能夠讓神十飛向太空的國家,也最終能帶領我們向更美好的“中國夢 太空夢”等夢想的實現而前進!