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“天宫课堂”第四课太有趣啦!快和孩子一起回顾精彩瞬间!(附前三课重要知识点)

2023年09月20日 21:39:33 访问量:27

“天宫课堂”第四课
今天(9月21日)开课
神舟十六号航天员
景海鹏、朱杨柱、桂海潮
面向全国青少年进行太空科普授课
这是中国航天员
首次在梦天实验舱内进行授课
“天宫课堂”第四课
干货满满、精彩无限
快来一起回顾这些知识点吧
↓↓↓

蜡烛燃烧

在空间站和地面有啥区别?


在本次太空授课中

航天员在我国空间站内

进行了首次蜡烛点火实验

由于微重力环境几乎消除了浮力对流

燃烧后的气体

向各个方面运动的趋势相同

因此不管蜡烛的方向朝向哪里

火焰都近似球形

而在地面
由于受重力的作用
燃烧后的热气上升,冷气下降
形成了浮力对流
因此,蜡烛的火焰呈锥形
此外,在空间站里
燃烧对流十分微弱
氧气的补充不如地面及时
因此蜡烛的燃烧也不如地面充分
火焰的温度也会更低

用水球可以打

空间站“乒乓球”大赛?


进行一场空间站乒乓球友谊赛

需要用什么装备?

答案是:球拍、毛巾、水球

使用普通球拍

水球“乒乓球”没有破裂

而是牢牢粘在球拍上

使用毛巾加工成的球拍
水球不仅没有被吸收
反而弹开了
这是因为除了表面张力
使水球不容易破裂之外
毛巾的表面布满了疏水的微绒毛
有很好的疏水性能
比赛结束后
太空“乒乓球”赛专用水球
还被一口吞掉

自转的陀螺改变方向

能带动航天员一起转?


在空间站
航天员手握快速自转的陀螺
改变陀螺的方向
航天员的身体也会随之运动

这是由于陀螺快速自转

产生了角动量

再改变它的方向时

角动量会产生显著的变化

陀螺与航天员的手

产生了反作用力学

从而让航天员轻松地实现了转身


“天宫课堂”第四课全程回放↓


据悉,本次授课活动
分别在北京、内蒙古阿拉善盟
陕西延安、安徽桐城及浙江宁波
设置了5个地面课堂
约2800名学生代表参加了现场活动

@家长们
前3课知识点你家孩子还记得吗?
这些重点
快来复习!





“天宫课堂”第一课


2021年12月9日,“天宫课堂”第一课开讲,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行“太空授课”。
本次“太空授课”活动采取天地互动方式进行,在中国科技馆设置地面主课堂,在广西南宁、四川汶川、香港、澳门设置地面分课堂。
快和小编一起复习↓↓↓

浮力消失实验


在地面上,乒乓球放入水里,会浮到水面上,那么在太空中做同样的实验乒乓球“浮不浮”?
答案是:不浮!
看视频,了解原因↓↓↓
这项实验所展现的是浮力和重力伴生的现象。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压强差。当重力消失时,液体内部压强相同,浮力也就消失了。不过地球表面难以让浮力消失,这个试验很难直观地展示出来。在空间站的微重力条件下,浮力和重力之间的伴生关系就可以非常清楚地显现。

泡腾片实验


泡腾片遇到水之后一般会产生很多气泡,那么在太空,泡腾片与水球相遇会发生什么?

答案是:变成一个充满欢乐的“气泡球”

而且阵阵飘香↓↓↓

在地面环境中,将泡腾片扔进水球里,就能看到气泡上浮,可在中国空间站的失重环境中,因为浮力的消失,泡腾片扔进水中的产生的气泡不再上浮,而是相互挤压,最后就会形成一个很有意思的样子,这个水球也会被气泡撑得更大,就能看到水球一点点膨胀的效果。


水膜实验


在水膜实验中,王亚平将她和女儿在地球上制作的花朵折纸放进水膜,美丽的花朵瞬间绽放。

快来见证这神奇时刻↓↓↓

水球光学实验


王亚平往水膜里注入水,就得到了一个水球,接着往水球中注入一个气泡,神奇的景象出现了:透过水球和气泡能看到一正一反两个像。
这是怎么回事?

当航天员往水球中打入一个气泡,因为在太空中浮力已经消失了,所以气泡不会向上飘,而是老老实实待在水球中,水球因此被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈成为了一个凸透镜,所以呈现出一个倒立的像,内圈相当于变成了两个凹透镜的组合,这个时候又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像。


太空细胞学研究实验展示


“天宫课堂”上,航天员叶光富给大家展示了,失重条件下的细胞生长发育研究。

荧光显微镜下观察到的心肌细胞,一闪一闪地跳动↓↓↓



“天宫课堂”第二课



“天宫课堂”第二课于2022年3月23日在中国空间站开讲,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课。

太空实验,干货满满,快跟小编一起来复习~

太空“冰雪”实验


在“四季如春”的中国空间站里,王亚平制作了一颗晶莹剔透的“冰球”——液体球结晶,外观像“冰球”实为“热球”。
背后是什么原理呢?戳视频↓↓↓

在地面上,利用饱和液体结晶是分离和提纯固体物质的一种方法。

过饱和溶液是指浓度超过理论平衡浓度的溶液,多余的溶质会析出结晶,通过过滤、洗涤、烘干等步骤可以提取到纯度更高的固体物质。

过饱和溶液是一种不稳定的状态,受到外界因素扰动时,容易结晶。结晶会受很多因素影响,如温度、压力、剪切力、超声、外界磁场等。结晶的过程是在外界因素的影响下首先形成晶核,晶核逐渐长大完成结晶过程。

“天宫课堂”中王亚平老师在前两次挤过饱和溶液的过程中,在管口即发生结晶现象也说明了过饱和溶液的不稳定性,挤压带来的压力诱导了结晶。


液桥演示实验


地面重力环境下,水的表面张力微不足道,那么在太空的微重力环境下,液体的表面张力有多强?

快看!用液体搭一座桥↓↓↓

液体表面张力是作用于液体表面,使液体表面积缩小的力。液体都具有表面张力,尤其在失重作用下,表面张力更会“大显神威”。

表面张力使得液体表面相当于存在一个类似“弹性薄膜”一样的东西,束缚着液体的运动。它的本质是液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。就比如拉开弹簧时,弹簧反而表现具有收缩的趋势。


水油分离实验


地面上,水和油混合后自然分层,油在上水在下,那么在空间站里,水和油会自然分层吗?
答案是:不会。
看视频,了解原因↓↓
在相同体积的情况下,水的密度大于油,水的质量更大。根据向心力公式F=mrw2,当角速度w和半径r相同时,质量m大,水滴需要的向心力越大,即等效的离心力也就越大,所以质量更大的水被甩到了瓶底。水和油实现了分层。


太空抛物实验


太空抛物实验中,来了一位特殊的助教:冰墩墩!在太空中抛出冰墩墩,会和地面上一样向下坠落吗?
一试便知↓↓
在地面抛出物体,由于一直受到竖直向下的重力作用,分析它的运动轨迹,主要看抛出的速度沿着什么方向:
抛出速度在竖直方向时,不论上抛还是下抛都是直线变速运动;
当抛出物体的速度不再沿着竖直方向,不论是斜着抛出,还是水平抛出,物体运动都是曲线变速运动。
而在太空,由于在空间站舱内,物体几乎不受重力作用,不论往哪个方向抛,几乎都可以看作是匀速直线运动,因为物体只受到微弱的空气阻力作用,速度方向和大小的变化都很微小。

“天宫课堂”第三课


2022年10月12日16:01,“天宫课堂”第三课在中国空间站正式开讲。神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲作为“太空教师”,为广大青少年带来了又一堂精彩绝伦的太空科普课。此次活动,在中国科学院空间应用工程与技术中心设地面主课堂,在山东菏泽、河南郑州、云南大理分设3个地面分课堂。
快跟小编一起来复习这些有趣的太空实验↓↓↓

毛细效应实验


流体现象的天地差异有多大?一起来看——

陈冬通过演示实验展示了微重力环境下流体现象的天地差异。

他将三根粗细不同的塑料管同时放入一个装满水的培养皿,可以看到三根塑料管中的液体上升速度各有不同。

可见,太空中没有了重力的束缚,表面张力作用更加明显,它驱动液体不断上升,直到液体充满了塑料管。像航空器发动机的燃料储箱、高空热管等都利用了毛细作用。

水球变“懒”实验


太空燃料如何减少振动带来的冲击?刘洋演示了微重力环境下水球振动的有趣现象。
快看水球变“懒”了↓↓↓
她在紫色水球内放入一枚空心钢球,用针管推动气体使水球振动,放入钢球的水球振动幅度减弱。可见,钢球的加入使流体的振动行为发生了一定的改变。


趣味饮水


刘洋拿起了一根长达两米的饮水管,轻松的吸到了饮品袋中的芒果汁。

一起看这有趣的现象↓↓↓

在地面,由于重力的作用,我们使用饮水管喝水时,饮水管越高,吮吸也就越费力。但空间站是微重力环境,仅仅依靠吮吸地力量,就可以轻轻松松地喝到两米以外饮水袋中的饮料了。


会调头的扳手


太空中,扳手是如何“调头”的呢?陈冬为大家演示了一个旋转现象,在空中旋转一大一小两枚“T”字扳手,并对比了两者的转动形态,让大家更加直观地感受微重力环境下物理的奇妙之处。
快看“顽皮”的扳手↓↓↓
扳手在旋转时会自己调头,这是前苏联航天员贾尼别科夫在空间站中偶然发现的,因此被叫作贾尼别科夫效应。研究发现,这个现象与扳手的旋转方式和它的质量分布有关。

宇宙浩瀚,探索无限

“天宫课堂”下一课

不见不散


本文来源|中国教育报  综合自央视新闻、新华社、中国载人航天、中国教育报、中国科学技术馆、微言教育、科普中国、央视网等

编辑:金长虹
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