配套中学教材全解—中国首次航天员太空授课活动侧记（粤教版必修5）.doc

中国首次航天员太空授课活动侧记 这是中国最高的讲台——在远离地面300多千米的天宫一号，神舟十号航天员聂海胜、张晓光、王亚平为全国青少年带来神奇的太空一课序曲：来自太空的问候 10时许，北京市101中学物理教师史艺和人大附中物理教师宓奇登上讲台简短的开场白之后，两位老师为同学们播放了一段精心剪辑的电视短片——《航天员在太空的衣食住行》尽管同学们早已从科普读物和影视作品中了解到失重环境的奇妙，可是从大屏幕上看到神舟十号航天员像鱼儿一样自由游弋，仍不时发出阵阵低语和清脆的笑声 10时11分，北京航天飞行控制中心报告，已建立与航天员的双向通信链路神舟十号航天员的身影清晰呈现在大屏幕上，他们身着蓝色舱内工作服，面带微笑向地面课堂的同学们挥手致意：“同学们，你们好！” “我是王亚平，本次授课由我来主讲航天员王亚平轻点脚尖，向天宫一号舱内摄像机镜头缓缓飞来为了备好课，这位“主讲”可没少下功夫，不仅精心准备了授课内容，向专业教师虚心请教讲课技巧，还对个人形象进行了精心设计——扎起了秀气的马尾辫只不过，在失重环境下，精心梳理的马尾辫变成了蓬松的“毽子”，惹得同学们笑作一团 “大家好！我是聂海胜，担任本次飞行任务的指令长。

指令长屈尊当起了“助教”，负责配合“主讲”管理教具，维护课堂秩序由于天宫一号是精密的飞行器，航天员们的授课活动必须小心进行，既不能动作幅度太大、干扰到正常飞行，还要当心漂浮的实验器材、液滴影响到航天器安全大家好！我是张晓光，本次太空授课任务，我担任摄像师在失重环境下，保持自身平衡并不容易张晓光要先用束缚带把自己固定在舱壁上，再用手持摄像机保持长时间稳定拍摄，才能把太空授课的精彩图像传回地面课堂实验一：质量测量演示 没有了重量，是否意味着失去质量？3位航天员老师“站”稳后，先给同学们露了几手“功夫”——“悬空打坐”、“大力神功”在失重环境下，航天员们都成了“武林高手”，博得同学们阵阵喝彩航天员的表演给同学们带来了疑问：在地面上，人们一般用天平、台秤、托盘秤、杆秤、弹簧秤测量物体受到的重力，从而计算物体的质量那么，失重环境下怎样测质量呢？ 航天员老师用天宫一号上的质量测量仪现身说法他们从天宫一号的舱壁上打开一个支架形状的装置，航天员聂海胜把自己固定在支架一端，王亚平轻轻拉开支架，一放手，支架便在弹簧的作用下回复原位装置上的LED屏上显示出数字：74.0，这表示聂海胜的实测质量是74千克。

王亚平向同学们解释道，天宫中的质量测量仪，应用的物理学原理是牛顿第二运动定律：F(力)=m(质量)×a(加速度)质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，计算出加速度(a=v／t)，就能够计算出物体的质量(m=F／a)认真的王老师还给同学们布置了一道课后思考题：除了运用牛顿第二定律，还有什么办法可以在失重环境下测量物体的质量？实验二：单摆运动演示太空中的机械钟表走得更准还是静止不动？演示完质量测量，航天员们又取出一个物理课上常见的实验装置——单摆T型支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球王亚平把小球轻轻拉升到一定位置放手，小球并没有出现地面上常见的往复摆动，而是停在了半空中王亚平用手指沿切线方向轻推小球，奇妙的现象出现了，小球开始绕着T型支架的轴心做圆周运动——而在地面对比试验中，需要施加足够的力，给小球一个较大的初速度，才能使它绕轴旋转 实验三：陀螺演示高速旋转的陀螺为什么不会倒下？物理学原理告诉我们，高速旋转的陀螺具有很好的定轴特性在太空失重环境下，这一特性更加直观地呈现出来航天员王亚平取出一个红黄相间的陀螺，把它静止悬放在空中用手轻推陀螺顶部，陀螺翻滚着飞向远处。

紧接着，王亚平取出一个一模一样的陀螺，让它旋转起来，悬浮在半空中，再用手轻轻一推，旋转的陀螺不再翻滚，而是保持着固定的轴向，向前飞去 王亚平介绍说，高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛在天宫一号目标飞行器上，就装有各式各样的陀螺定向仪，正是有了它们，才能精准地测量航天器的飞行姿态实验四：水膜演示天宫里有没有“飞流直下”的瀑布？阳光下五彩缤纷的肥皂泡、能够让硬币漂浮的山泉水，总是带给人们很多遐想这些都是液体表面张力在发挥着神奇作用只不过，在地面上，液体表面张力难以抗衡地球引力的影响，只有经过特殊处理的肥皂水、富含无机盐的矿泉水才能表现出比较强的张力特性但是，在太空失重环境下，液体的表面张力特性便突显出来王亚平拿起一个航天员饮用水袋，打开止水夹，水并没有倾泻而出轻挤水袋，在饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠，略微抖动水袋，水珠便悬浮在半空中，与天宫一号舱壁上鲜艳的五星红旗图案交相辉映，更显得美妙绝伦王亚平笑着说：“如果诗仙李白在天宫里生活，大概就写不出‘飞流直下三千尺’的名句了，因为，失重环境下水不可能飞流直下接着，她把一个金属圈插入装满饮用水的自封袋中，慢慢抽出金属圈，便形成了一个漂亮的水膜。

轻轻晃动金属圈，水膜也不会破裂，只是偶尔会甩出几颗小水滴随后，王亚平又往水膜表面贴上了一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好这些在地面难得一见的奇特景象，引起了地面课堂同学们的连声惊叹实验五：水球演示用神奇的液体表面张力变个“魔法”液体表面张力的威力竟如此神奇！普通的饮用水还能变成更加神奇的“魔法水球”王亚平用金属圈重新做了一个水膜，然后用饮水袋慢慢地向水膜上注水，不一会儿，水膜就变成了一个亮晶晶的大水球，水球中还有一串珍珠般的小气泡，仿佛银河系中的繁星点点聂海胜取出一支注射器抽出水球中的气泡，试验继续进行 王亚平用注射器向水球内注入空气，在水球内产生了两个标准的球形气泡，气泡既没有被挤出水球，也没有融合到一起水球也没有爆裂紧接着，王亚平又用注射器把少许红色液体注入水球，红色液体慢慢扩散开来，晶莹透亮的水球变成了粉红色，令人啧啧称奇尾声：寄语未来追梦人或许，短短几十分钟的太空授课，并不能满足同学们对太空知识的渴求、解答他们的所有疑问然而，从同学们那聚精会神的亮晶晶的眼眸中，从他们发自内心的掌声欢呼声中，记者真切地感到，一颗颗热爱科学、追寻梦想、探索未知的种子已在他们心底悄然扎根人们有理由相信，这一颗颗梦的种子，必将绽放出更多更加绚烂的花朵。