中考物理遇见“天宫课堂”

道路救援
2022-08-15 / 0 评论 / 17 阅读 / 正在检测是否收录...

本文转自:昭通日报

◇ 卯升彩

2021年12月9日15时40分,神舟十三号航天员乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了太空授课,“天宫课堂”第一课开讲。2022年3月23日15时40分,“天宫课堂”第二次授课,中央广播电视总台面向全球进行现场直播。在授课过程中,3名航天员通过许多奇妙的物理实验,回答了同学们提出的问题。


教育部对试题命制要求:注重加强对学生理想信念、爱国主义、品德修养、知识见识、奋斗精神和综合素质等方面的考察,促进学生德智体美劳全面发展。2022年中考物理试题除了会把东京奥运会、北京冬奥会中涉及到的物理知识纳入以外,“天宫课堂”估计也会涉及。


当中考物理与“天宫课堂”相遇,会碰出什么火花呢?


一、对失重的理解


在空间站中,王亚平的头发不像在地面上一样长发飘飘,皮肤会往上提,血液往上移动,热泪只能盈眶而不会下落,这是失重导致的,这些现象让同学们认为在空间站中物体不受重力作用的影响。在“天宫课堂”第二次授课中,播放了书放在秤上自由下落的视频,发现秤的示数为零。可见,处于失重状态的物体仍然受到重力作用,所以失重其实是支撑物对物体支持力减小消失的现象。


二、失重环境下液体压力、压强的变化


1.在地球上由于液体受到重力作用,并且液体具有流动性,所以液体内部各个方向都具有压强(压力),但是当现场老师把侧面扎有孔的瓶子装水后作自由下落运动时,视频中水没有从侧面喷出,说明完全失重时液体内部没有压强(压力)。



2.浮力消失:在“天宫课堂”第一次授课中,王亚平把乒乓球压入水中,乒乓球没有浮起来,说明乒乓球不受浮力作用。究其原因,失重时液体内部没有压强(压力),乒乓球在水中就不会受到水的压力作用,浸在水中的物体上、下表面就不存在压力差,浮力消失了。做完实验,王亚平把装有水的水瓶传给叶光富,水瓶在空中旋转着飘过去,水没有流出,是因为水对各个方向没有压力的原因;后来,王亚平把泡腾片放入水球中,可看到水球内不断地产生气泡,气泡却由于不受浮力作用而没有上浮离开水球。在“天宫课堂”第二次授课中的水、油无法分离,也是浮力消失的原因。



三、失重环境下的行走难题



在“天宫课堂”第一次授课中,叶光富无法像在地面上一样行走,是因为在失重环境下,人对地面没有压力,也不会受到地面的摩擦力的作用。摩擦力产生的条件中有一条是:物体相互接触并有挤压。至于无法转身以及快速旋转右手可以转身,那是初中物理涉及不到的内容——角动量守恒,我们就不在此讨论了。



四、牛顿第一定律



1.在“天宫课堂”第二次授课中,王亚平和叶光富传冰墩墩时,忽略空气阻力,冰墩墩不受力,抛出去的冰墩墩在空中飞行时,做匀速直线运动,本实验不能验证牛顿第一定律,因为冰墩墩仍然受到力的作用。第一次授课中,叶光富旋转右手实现转身时,他在空间站中是悬空的,在没有外力作用下,根据牛顿第一定律,他身体的重心位置会保持不变,也就是说无论他怎么折腾,他身体的重心依然停留在空间中的同一个位置。因此,叶光富只能悬浮在空中转圈。



2.2021年11月7日18时51分,航天员翟志刚成功开启天和核心舱节点舱出舱舱门,在太空中行走。他没有飘离空间站,是因为他具有惯性,出舱是具有和空间站相同的速度,此时选空间站为参照物,他是静止的。



五、水球中神奇的像

1.在“天宫课堂”第一次授课中,王亚平在水球中成了一个倒立的像,这个像是实像,此时的水球相当于一个凸透镜。后来,叶光富在水球中注入一定量的空气,在水球中形成了一个空气球。这个空气球把水球分割成了两个凹透镜,透过这个球,我们看到了神奇的一幕:一正一反两个像。我们发现,正立的像是缩小的,这个像是凹透镜成的虚像。


2.在太空中没有了不均匀、不稳定空气的折射作用,太空中看到的星星不会“眨眼睛”。


六、“天宫课堂”中的分子动理论

1.在“天宫课堂”第一次授课中,王亚平做了水膜和水球,在失重状态下,这是 分子间的引力 ,或者叫分子表面张力的作用使得水能保持一定的形状,第二次“天宫课堂”授课中“水桥”的形成也是同样的道理。


2.在“天宫课堂”第一次授课中,王亚平还把纸做的小花放在水球上,小花就“盛开”了,那是因为纸和水分子间存在着引力。


3.把蓝色的颜料加入水球中,很快整个水球都变成了蓝色,这是扩散现象,王亚平闻到泡腾片产生的香味,说明分子在做热运动 。


4.在“太空‘冰雪’实验”中,用沾了结晶核的毛根触碰过饱和乙酸钠溶液形成的液体球,液体球迅速变成“冰球”。用手摸上去,“冰球”竟然是热乎乎的,这是因为凝固放热的原因。


5.在“液桥”实验中,两块透明板上的水球接触后合成一个,说明分子间存在  引力 ;然后将两块透明板分开,中间形成一道长约10厘米的“液桥”,如果这个实验在地面上完成,“液桥”的长度会变短,这是因为受到了重力的影响。


6.在“水油分离”实验中,王亚平将装有水和油的瓶子摇晃多次后,水和油均匀地混在了一起,这一现象不能说明分子在不停地做无规则运动,因为分子热运动是不需要外力作用的。


七、“天宫课堂”中的信息传递

“天宫课堂”的天地对话,航天员在太空中也能收到邮件,能与家人视频聊天,这些都是利用电磁波传递信息,其传播的速度为 3×108m/s 。


当然,今年的热点不只是这些,“天宫课堂”只是其中最为重要的部分,希望同学们多关注生活中的物理现象,并动手做一些小实验。


作者简介:卯升彩,高级教师,“云南省初中物理刘永明名师工作坊”优秀坊员、昭通一中凤池分校物理教研组组长、昭通学院外聘教师。多次担任昭通市中考阅卷组副组长,多次承担昭通市学业水平考试命题、审题工作,多次担任昭通市“一师一优课”评委,昭通市教师资格面试官,曾参与昭通市物理实验考查命题工作。

0

评论

本站关闭了所有页面的评论