天地同步实验“点水成冰”太空舱里搭“液桥” “天宫”第二课 孩子说过瘾( 二 )


天宫课堂地面主课堂授课老师、北京师范大学第二附属中学物理教师张健解释道 , 简单的平抛运动 , 在牛顿的脑海里被放大到宇宙尺度 。既然在地面上抛出物体的速度越快 , 它就能落到更远的地方 , 那如果抛出物体的速度足够大 , 它是否能成为环绕地球的卫星?这个思想实验也被称为“牛顿的高山大炮实验” , 由它引出的第一宇宙速度等概念 , 成为了发射人造卫星、空间站的重要依据 。
事实上 , 思想实验在科学发展的历史中并不鲜见 , 基于逻辑法则和事实基础开展的思想实验 , 对科学进步起到了重要的作用 。
天地同步实验“点水成冰”太空舱里搭“液桥” “天宫”第二课 孩子说过瘾
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昨天 , “天宫课堂”第二课开讲 , 地面主课堂中国科技馆内的学生在听讲 。新华社发
■课堂答疑
■在空间站里流眼泪是什么样?生活在空间站皮肤会变好吗?
神舟十三号航天员乘组:在空间站飞行过程中 , 我们经历过许多热泪盈眶的时刻 。这时 , 眼泪无法像在地面一样流下 , 而是会在眼眶里打转 , 或者停留在眼角 。
因为空间站里没有太阳光的照射 , 温度和湿度也都控制在合适的范围内 , 同时在微重力的环境下 , 人的体液会向上分布 , 就连我们的皮肤也会随之向上提升 , 所以在空间站里感觉皮肤状态还是很不错的 。科研人员还给我们准备了保湿润肤的产品 。
■在空间站 , 航天员每90分钟就要经历一次日出日落 , 作息时间如何安排?
神舟十三号航天员乘组:在空间站里 , 既有北京时间 , 也有世界时间 , 还有相对飞行时间、绝对飞行时间等 , 根据任务不同 , 所采用的时间标准也不一样 。在有人驻留的情况下 , 一般采用北京时间安排航天员的作息制度 。
另外 , 少了地球上大气和云的干扰 , 在空间站上看到的月亮更加明亮、透彻 。
■空间站内能否把水烧开?
神舟十三号航天员乘组:通常所说的开水是指温度达到100摄氏度的水 。虽然空间站舱内能够提供一个大气压 , 但由于失重的影响 , 水还是无法烧开 。在失重条件下 , 由于没有浮力的作用 , 水温升高只能依靠热传导 , 产生的气泡也很难上浮 , 所以缺少对流和气泡扰动的作用 , 水温上升会很慢 。空间站中的饮用水是经过特殊处理的 , 既可以直接饮用 , 也可以通过特定的加热装置加热 , 但无法把水烧开 。
■北京现场
“天空课堂”上出新高度
昨天 , 在“天宫课堂”第二课上 , 来自北京师大二附中的40名学生与老师张健 , 以及北京市第十三中学的40名学生和三位老师一起在中国科技馆与航天员现场连线 , 从太空与地面的科学实验差异中 , 感受宇宙的奥秘 。
在地面课堂的引导授课中 , 张健带领学生们结合实验讲解“完全失重”的科学原理 , 以及生活中的万有引力现象 。
来自北京师大二附中高中部的学生伏启钖是学校数学建模社团的团员 。他说 , 太空抛物实验演示了牛顿第一定律 , 这让他很惊喜 。“以前觉得航天离我们很遥远 , 但是‘天宫课堂’让‘天地’教学有了关联 , 我们可以从中收获很多东西 , 拓展了我们的思维深度 。”
张健说 , 他很荣幸能两次参与到天宫课堂的授课准备活动 , 此次“天宫课堂”也上出了科普课的新高度 , 让牛顿运动定律、万有引力定律、圆周运动、完全失重等内容 , 不再是海量题目中的知识之锚 , 而是鲜活之极、触手即得的实验事实 。
西城区师生与航天员现场连线 , 同步开展实验并不是第一次 , 在2021年12月9日“天宫课堂”第一课时 , 来自北京市第十三中学的老师李晓彤 , 成为了当时地面主课堂授课教师 。她说:“作为一线教师 , 配合航天员一起圆满地完成了第一课 , 感觉意义非凡 。载人航天是中国科技实力的综合体现 , 其中蕴含着大量丰富的物理学现象、知识和原理 , 值得我们去挖掘并应用于日常教学中 。运用我国航天工程的相关资料 , 学生们的认识会更直观、更深刻 。同时 , 也激发了青少年们对科学的兴趣 , 拉近了我们与航天的距离 , 让我们每一个人从旁观者变成了参与者 , 共同见证了这一伟大的历史时刻!”