跨学科实践 为“天宫课堂”设计一个小实验 课件 2025年物理（沪粤2024）（23页PPT）

(共23张PPT)
为“天宫课堂”设计一个小实验
跨学科实践
第十章 从粒子到宇宙
（沪粤版）八年级
下
活动主题
“天宫课堂”第一课——我国航天员王亚平在叶光富、翟志刚的配合下，于 2021年12月9日在中国空间站进行了“天宫课堂”授课，展示了中国空间站的工作与生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并与地面课堂进行实时交流共享，画面清楚，声音清晰。
活动主题
同学们能清晰地看到在微重力环境中，浮力消失了，注入气泡的水球中成正、倒两个王亚平的像，等等，大家感到非常奇妙！还有更多其它跟多有趣的实验向象，不少同学都想为空间……
浮力消失实验
水球膜与水球实验
泡腾片实验
在太空失重环境下，液体内部压强处处相等，不再有上下表面压强差，浮力几乎消失。
在失重环境下，水滴会在表面张力的作用下收缩成一个接近完美球体的水球。
泡腾片放入水中产生大量的气泡，气泡不会从水球中冒出。实验中的水球像一个蓝色地球。
活动主题
“天宫课堂”第二课——2022年3月23日，我国航天员王亚平、叶光富、翟志刚再次进行中国空间站太空授课，让位于地球的同学们再次感知宇宙的奥秘……
活动主题
在微重力环境中，航天员老师们进行了神奇的太空“冰雪”实验、液桥实验、水油分离实验、太空抛物实验等……
神奇的太空“冰雪”实验
王亚平老师用一个小木棒碰下过饱和溶液，立刻就形成结晶,而且在结晶的过程中会释放热，所以外观看似冰球，其实是个“热球”。王亚平老师说，冰球摸上去是热乎乎的。
液桥实验
在太空环境下，两个塑料板上的水滴慢慢连接在一起，从而拉长形成液桥，并且因为在微重力的环境下，形成的液桥可以拉得比较长。
活动主题
在微重力环境中，航天员老师们进行了神奇的太空“冰雪”实验、液桥实验、水油分离实验、太空抛物实验等……
水油分离实验
在微重力环境下，用力摇晃混合之后，油和水就混合到了一起，哪怕静置下来，也依旧保持混合状态。
但是在空间站，虽然没有了重力，但是水和油的物理性质是不会变的，密度不同，通过旋转、离心的方式就可以把它们分离出来的。
太空抛物实验
在空间站舱内，冰墩墩几乎不受重力作用，不论往哪个方向抛，冰墩墩几乎都可以匀速直线运动，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。
活动主题
“天宫课堂”第三课——2022年10月12日，神舟十四号乘组陈冬、刘洋、蔡旭哲三位“太空教师”联袂带来了“天宫课堂”第三课……
活动主题
课堂上生动介绍展示了空间站问天实验舱工作生活场景，也向地面的同学演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会掉头的扳手等神奇科学现象……
毛细效应实验
陈冬老师将三根粗细不同的量管放入水中，没过多久，水便上升到达量管顶部。由于没有重力束缚，流体表面张力作用会更加明显，驱动液面快速上升。
在微重力环境下，快速向水球挤出空气，水球会剧烈震动，而在水球内加入一个空心钢球后，再次向其挤出空气，发现它居然变“懒”了，振动幅度小了很多
水球变“懒”实验
活动主题
课堂上生动介绍展示了空间站问天实验舱工作生活场景，也向地面的同学演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会掉头的扳手等神奇科学现象……
太空趣味饮水
在地面上，我们用很长的吸管饮水，感觉会很费力，而在微重力的环境下，即使刘洋老师用2米的饮水管饮水也很轻松
在微重力环境下，不同旋转方式的“T”型扳手会顽皮地“掉头”，而他们“掉头”的方式和稳定程度，与它们的旋转方式和质量的分布有关
会掉头的扳手
活动主题
“天宫课堂”第四课——2023年9月21日，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……
活动主题
课堂上两位航天员老师玩心大发，通过玩火、玩水、玩球、玩陀螺等方式为同学们演示球形火焰实验、 太空“乒乓球”实验、动量守恒实验以及又见陀螺实验……
球形火焰实验
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
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
太空“乒乓球”实验
活动主题
又见陀螺实验
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
航天员首先用一个钢球A碰撞另一个完全相同相同的钢球B，如果是正碰撞,会发现A停止运动，B由静止变为运动状态，且速度与A的初速度相同，
动量守恒实验
课堂上两位航天员老师玩心大发，通过玩火、玩水、玩球、玩陀螺等方式为同学们演示球形火焰实验、 太空“乒乓球”实验、动量守恒实验以及又见陀螺实验……
活动主题
天宫课堂中航天员老师们向我们展示了神奇有趣的科学实验，涵盖了物理、化学、生物、地理等多科目的知识点，涉及到了我们在初中和高中阶段学习的多个板块内容,激发我们现阶段学习的热忱，同时也为以后的学习提供指引……
方案制定与实施
在老师的指导下，用你学过的物理知识，设计一个在空间站里做的物理小实验，也可以是跨学科的实验。要有实验原理、实验方案、实验器材以及实验展示。
物理
生物
化学
地理
成果展示与交流
在班级演示你所设计的小实验，并推选几个优秀的小实验和实施方案；写一封请求实现心愿的信件。将推选的小实验、实施方案和信件寄给中国国家航天局。如果你对“天宫课堂”还有更好的建议与设想，也可附在信内。
02
随堂练习
1、如图所示，在“天宫”课堂中，航天员将两个水球逐渐靠近，发现两个水球吸在了一起，“吸”的原因与下列现象中相同的是（　　）
A．在清扫家里卫生时，用吸尘器吸灰尘
B．两个表面光滑的铅块，挤压后能“吸”在一起
C．炎热的天气里，用吸管吸瓶中的饮料
D．马德堡半球实验时，两个半球“吸”在一起
B
2、“天宫课堂”授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行交流，其中将信息传回地面主要是通过（　　）
A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线
A
3、在“天宫课堂”中，航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在空间站微重力环境中，她用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球静止不动，如甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验，乒乓球却迅速上浮直至漂浮，如乙所示。下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中，乒乓球的质量为零
B．图甲中，水所受的重力几乎为零，因此“浮力消失”
C．图乙中，乒乓球上浮时所受的浮力等于所受的重力
D．图乙中，乒乓球上浮过程中水对容器底部的压强变大
02
随堂练习
B
4、如图所示，王亚平在天宫课堂展示高空抛物实验，用到的道具是北京冬奥会吉祥物之一的冰墩墩，冰墩墩从地面被带到太空，它的质量（　　）
A．比在地面时大 B．和在地面时相同
C．比在地面时小 D．变为零
B
5、“天宫课堂”上，航天员老师王亚平和叶光富做了“扔冰墩墩”游戏，冰墩墩被扔出后近似做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．冰墩墩离手后能继续运动是因为它一直受到惯性
B．冰墩墩离手后能继续运动是因为它自身有一个向前冲的作用力
C．冰墩墩离手后能继续运动是因为冰墩墩具有惯性
D．从冰墩墩离手到最后被接住，冰墩墩的惯性慢慢变小为0
02
随堂练习
C
6、在“天宫课堂”第二课的互动环节中，王亚平回答网友提问，讲述了在空间站里流眼泪是怎样的体验。你认为以下成语能恰当表达空间站中流泪情景的是（　　）
A．潸然泪下 B．泪如雨下
C．热泪盈眶 D．声泪俱下
C
7、2021年12月9日“天宫课堂“第一课开讲。宇航员王亚平做了水球成像实验（如图），当往水球中央添加一个气泡时（如图甲），可看到一个正立缩小和一个倒立缩小的头像（如图乙）。下列说法中正确的是（　　）
A．水球只能成倒立的像
B．气泡把水球内圈变为两个凸透镜的组合
C．失重环境下透镜成像规律与地面上的相同
D．图乙中倒立的像与投影仪成像原理相同
02
随堂练习
C
8、2023年9月21日，中国航天员首次在梦天实验舱内进行“天宫课堂”授课。航天员演示了奇妙“乒乓球”实验，将水球当作乒乓球来打。当被打出去的水球在空中运动时（　　）
A．以航天员为参照物，水球是静止的
B．以梦天实验舱为参照物，水球是静止的
C．以地球为参照物，水球是静止的
D．以球拍为参照物，水球是运动的
02
随堂练习
D
9、阅读材料回答问题。
“天宫课堂”
2022年3月23日15时40分，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲。王亚平老师和叶光富老师，在“太空抛物”实验中，请来顶流助教冰墩墩，当王亚平老师将冰墩墩抛出后，冰墩墩实现了牛顿第一定律所描述的现象。
02
随堂练习
请根据以上材料，结合我们所学过的物理知识回答以下问题：
（1）王亚平老师可以在太空站里生活，所以“天宫”内的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）“天宫”外气压；
（2）王亚平老师给冰墩墩施加一个力，冰墩墩动起来了，这体现了力的作用效果是：力可以改变物体的 ，当冰墩墩离开王亚平老师的手后，以天宫为参照物，我们看到冰墩墩将做 。
大于
运动状态
匀速直线运动
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