大陆首场「太空授课」转陀螺玩水球 学生哇不停

本报讯

20日上午,大陆首次太空授课活动成功举行,神舟十号太空人天宫一号通过品质测量单摆运动陀螺运动、水膜水球等5个基础物理实验,展示了失重环境下的物理现象。大陆很多中小学都通过电视直播同步收看,共同分享太空课堂带来的精彩内容

37岁的上海延安初级中学物理教师解进和初二年级一个班的30多名学生一起观看了直播。在直播过程中,解老师没有插话讲解,而是让孩子们自己去体会

解老师说,这堂课包含的几个实验超过了数十个教学,「耳听为虚、眼见为实」,普通教师很难在地球上创造相同环境。实验的核心问题是比较地球和 太空两个环境下「有重力」和「无重力」的不同。

第一个实验其实是区别品质和重量。平时称量体重,测得的重量并不是品质。而王亚平操作的仪器测得的是聂海胜撞向一个平面时的速度,仪器又记录 下了时间,因此仪器根据V=AT计算出了聂海胜的加速度,再根据已知的太空秤的弹簧回复力,根据F=MA,最终可以精确计算出聂海胜的品质。

科技馆副研究员赵洋说,这个实验利用牛顿第二定律,而这个定律在太空中有很强的应用性。美国有一次航天器对接时,需要对接力度恰到好处,这两个航天器品质一致,又可以控制速度,力度得到了很好的控制。

第二个单摆实验,也与地心引力有关。解老师说,在地球上的课本教学中,教给孩子们的是,小球机械能等于动能势能,小球在单摆运动时,动能 和势能可以相互转换,但太空中就不一样了,小球只受到了王亚平给出的初始动能,不能摆起,因为势能不存在。同样因为上下左右的概念不存在,小球呈现的圆周运动,其实是在太空中任何一个平面上的圆周运动。

第三个陀螺实验,是所有实验中,受到重力影响最小的一个。高速旋转的陀螺在太空受到外界其他力的干扰几乎为零,因此在初始状态下,陀螺可以始 终指向指定的方向,起到导航作用。

最令赵洋惊喜的实验是第四个水膜实验。他说,他猜到了大部分实验,而亲眼看到水膜变水球的情景令他感到很奇妙。「就像是升维,从二维水膜逐渐变成了三维水球。」解老师认为,从表面看是水的张力问题,其实也是重力问题,太空不受重力影响,「水膜自然就HOLD住了!」解老师说。

第五个是水球实验。地球上,在不同的水的深度物体受到的压力不同,气泡受到的压力上小下大,因而自然向上。太空中的气泡在水中受力是均匀的,除非有外力干扰,气泡会安静地呆在水球中。赵洋说,太空旅行时会用到液体燃料,了解气泡在液体中的状态,会非常有助于消除气泡,保证燃料在管道中的顺畅运行。

解老师说,这些实验当中,有关「品质和重量的区别」、「小球的机械能」、「水的张力」的大致知识,在上海初中的物理课科学课上都会讲到,但学生们学习有关F=MA、V=AT等公式学会计算水的压强等,还要到高中阶段。(新闻来源新华社港台部)