王亞平天宮授課都講了哪些內容?
太空授課主要面向中小學生,使其了解失重條件下物體運動的特點、液體表面張力的作用,加深對質量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。王亞平在天宮講解和實驗演示。
1、實驗(質量測量)
在神州十號,有壹樣專門的“質量測量儀”。“太空授課”的助教聶海勝將自己固定在支架壹端,王亞平將連接運動機構的彈簧拉到指定位置。松手後,拉力使彈簧回到初始位置。這樣,就測出了聶海勝的重量——74千克。
揭秘內容: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。”也就是,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,還設計壹個光柵測速系統,可測出身體運動的加速度。”
2、實驗(單擺運動)
T形支架上,細繩拴著壹顆小球。這是物理課上常見的實驗裝置——單擺。王亞平將小球拉升至壹定高度後放掉,小球像著了魔似的,用很慢的速度擺動。隨後,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。
揭秘內容: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,細繩並沒有給球拉力。
手推小球,相當於給了小球壹個初始速度,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。
3、實驗(陀螺運動)
王亞平取出壹個陀螺,用手輕推,陀螺竟然翻滾著向前,行進路線變幻莫測。隨後,她又取出壹個陀螺,抽動它後,再用手輕推,陀螺沿著固定的軸向向前飛去。
揭秘內容:角動量守恒
特級教師駱興高:轉動的陀螺具有定軸性。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。
航天員瞬時施加的幹擾力不能產生持續的力矩,由於角動量守恒,高速旋轉陀螺的旋轉軸就不會發生很大改變。而這壹點在地面上之所以很難實現,因為陀螺與地面摩擦產生的幹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。
4、實驗(制作水膜與水球)
壹個金屬圈插入飲用水袋並抽出後,形成了壹個水膜。這在地面,難以實現,因為重力會將水膜四分五裂。那麽,這個水膜結實嗎?輕晃金屬圈,水膜並未破裂,而是甩出了壹個小水滴。再往水膜表面貼上壹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,用飲水袋不斷註水,水膜很快長成壹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。最後,王亞平註入紅色液體,紅色慢慢擴散,水球變成了壹枚美麗的“紅寶石”。
揭秘內容:液體表面張力
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都是壹樣的。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。
擴展資料:
講課背景
2013年6月中旬,中國女航天員王亞平在中國首個目標飛行器天宮壹號上為中小學生授課,成為中國首位“太空教師”。為了做好本次科普教育活動,中國載人航天工程辦公室聯合教育部、中國科協和中央電視臺等部門對活動進行了系統、周密的策劃。
並完成了課件、教具制作和地面課堂的準備工作,航天員也進行相關訓練,本次活動將在組合體運行期間擇機進行,具體時間將綜合考慮飛行任務安排、航天員作息情況和測控通信等保障條件來最終確定。
講課意義
作為繼美國之後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。
同時這也意味著中國已經可以對地外航天器進行至少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。
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