航天员将在太空讲课

神石和天宫一号将一起飞行12天，在此期间将举行一次青少年科普讲座。周建平说，神十任务的目标主要是应用，这将是为天宫一号在轨运行的人员和物资提供天地之间的穿梭服务的第一次应用飞行，即把人员和物资运送到在轨航天器以获得进一步的经验。神石和天宫一号将一起飞行12天，在此期间将举行一次青少年科普讲座。“太空是一项高科技活动，具有很强的科学探索性，”周建平说。神十号的任务是建立一个“太空报告厅”。航天员将进行微重力环境等相关讲座和实验，使公众对太空有更深的了解，并引起年轻人的兴趣。“宇航员将在电视上演示和播放。感兴趣的孩子应该能够看到它。”实验1打开“盒子”来测量质量，在空气中冥想，并在魔法中努力。这两个动作是献给武术专家的“功夫”。三名宇航员在太空表演后，他们赢得了同学们的欢呼。宇航员表演后，他们向学生提出问题:在地面上，人们通常使用天平和台秤来测量物体的重力，从而计算物体的质量。那么，如何在失重状态下测量质量呢？天宫一号装有一个质量测量仪，它是一个安装在天宫一号舱壁上的支架状装置，看起来像是飞行舱舱壁上的一个盒子。聂海胜拉开“盒子”后，把自己固定在支架的一端。王亚萍轻轻地拉开了支架。他一松手，支架就在弹簧的作用下回到原来的位置。设备上的发光二极管显示屏显示的数字为74.0，这意味着聂海胜的测量质量为74千克。在向学生们解释了应用原理之后，王亚萍还给了学生们一个课后检查问题:除了应用牛顿第二定律，我们还能用什么方法来测量失重物体的质量？口译员:田明顶，北京人大附中的一名物理老师。口译员:在地面上，弹簧秤提供的弹性与重力是平衡的。不同质量的物体悬挂在弹簧秤上，弹簧的伸长不同，即重量不同。在太空中，由于微重力环境，两个质量不同的物体在弹簧天平上，两个弹簧指数齐平。因为没有重量的概念，弹簧秤没有读数。天宫一号的“质量测量仪”应用了牛顿第二定律，即物体的加速度与物体上的作用力成正比，与物体的质量成反比。这条定律在太空和地面上都有效。据了解，这一原则通常用于空间活动。例如，航天器在运行过程中会磨损，质量会发生变化，这将影响轨道控制的准确性。此时，推进器可以开启，同时可以测量航天器的加速度，从而准确掌握航天器的质量。实验二魔单摆做圆周运动物理课上常见的实验装置单摆加载后是左右摆动还是圆周运动？这个问题很容易被对物理略知一二的人回答，当放在太空中时，它变得超乎想象。在第二个实验中，一个亮黄色的小钢球被绑在一个T形支架上的一根绳子上，这是物理课上常见的钟摆。王亚萍轻轻地把球举到某个位置，然后放开它。球没有像地面上常见的那样来回摆动，而是停在半空中。绑在球上的绳子弯曲而不动。拔出后，结果没有改变。接下来，王亚萍用手指轻轻地沿切线方向推球，球开始绕着丁字支架的轴线做圆周运动。即使中轴线的角度改变了，球仍然会做同样的运动。对于地面对比试验中的相同动作，有必要施加足够的力，使球具有较大的初始速度，使其绕轴旋转。[解释]球摆是一个经典的运动模型。在地面上，球摆具有等时特性，如钟摆。在太空中，由于球的失重，只剩下一个绳索拉力。理论上，摆上的球无论放在哪里都不会移动，球会漂浮在空中。然而，在实验中发现，当球升到某个位置时，会发生晃动。也就是说，在太空中，如果给球一点初始速度，球可以在绳索的牵引下做圆周运动。如果摩擦力很小，圆周运动是均匀的。据了解，太空中的一点点运动，甚至呼吸，以及天宫一号设备的运行可能会引起小球的运动。实验三陀螺轴向不变性向前飞行为了验证高速旋转陀螺在太空失重状态下的轴向特性，王亚萍拿出一个红色和黄色的陀螺，静止悬浮在空中。用手轻轻推了推顶盖。陀螺滚动着飞走了。轴向也改变了。在此期间，聂海胜也干涉了高层。然后，王亚萍拿出一个相同的陀螺，通过支柱旋转，悬在半空中。这时，他用手轻轻地推了推它。旋转的陀螺只是摇摆，不是滚动，而是保持固定的轴向向前飞。[解释]旋转陀螺仪显示出良好的轴固定性，这遵循角动量守恒原理，即物体的角动量在没有外部扭矩的情况下保持不变。据了解，在现实生活中有许多表现形式，如子弹从枪管中出来时高速旋转，从而保持稳定性和准确性。无论在太空还是在地球上，角动量守恒定律都是被遵守的。在地面上，陀螺仪需要支撑旋转，陀螺仪与支撑之间的摩擦产生的干涉力矩改变了陀螺仪的角动量，导致其转速逐渐降低，无法很好地保持旋转方向，最终停止。在太空中，给定静止的陀螺仪一个初始速度，它会向前转动。给陀螺一个几乎没有轴向变化的初始速度。据了解，利用角动量守恒定律可以实现卫星定向控制。另一方面，有些汽车装有陀螺仪传感器来测量车身的纵向和横向摆动，这可以控制车身的稳定性。实验四:在水膜中嵌入中国结在水膜实验中，王亚萍拿起一个饮水袋，打开止水夹，但水没有倒出来。轻轻挤压水袋，在饮用水管的末端形成一个晶莹剔透的珠子。轻轻摇动水袋，珠子悬浮在半空中。但是，必须用吸水纸迅速收集溅出的水滴，以避免四处飞溅，影响设备的安全。然后，她把一个金属环插入装满饮用水的袋子里，慢慢地拉出金属环，形成了一个美丽的水膜。轻轻摇动金属环，水膜不会破裂，只是偶尔会溅出几滴水。后来，王亚萍在水膜表面贴了一块中国结图案的塑料，水膜仍然完好无损。[解释]在地面上，只有经过处理的肥皂水等才能表现出相对较强的张力特性。因为地面上液体的表面张力无法抵抗地球重力的影响。液体的表面张力使液体表面上的分子倾向于被拉入内部，导致表面像绷紧的橡胶膜，这是促使液体表面收缩的拉紧力。在太空中，表面张力使水膜像金属环中的橡胶膜，它比地面上形成的水膜更大，持续时间更长。据了解，液体表面张力在空间活动中有重要的应用。科学家们制造了表面张力罐，利用表面张力推动液体推进剂流动。实验五:普通水变成“神奇水球”。为了进一步验证空间中液体的表面张力，王亚萍用金属环制作了一个新的水膜，然后用一个饮水袋慢慢地填充水膜。不一会儿，水膜变成了一个闪闪发光的大水球，里面有一串小泡泡。聂海胜拿出注射器，拉出了水球里的小气泡。王亚萍用注射器将空气注入水球，在水球中产生两个标准的球形气泡。气泡既没有被挤出水球，也没有融合在一起，水球也没有破裂。然后，她用注射器给水球注射了一点红色液体。红色液体慢慢扩散，透明的水球变成了粉红色。[解释]当宇航员不断向水膜中注水时，水会均匀地分布在水膜周围，逐渐形成水球。在太空中，重力对物体形状的限制被取消了。由于分子之间的相互作用，液体的表面张力很明显，液体的表面积会缩小到最小，从而变成水球。在地面上，由于密度不同，如果注入红色液体，扩散将有一个整体趋势，就像鸡尾酒中的不同层。然而，如果在空间上没有密度差异，扩散将是相对均匀的。你没看到全国人大附中高二学生思姿硕关于太空垃圾的演讲吗:天空中的生活用水可以回收吗？北京师范大学附属中学高一学生毛思睿:你能看到太空垃圾吗？聂海胜:水是从地下带来的。短期飞行使用一次性水更经济。中国未来的空间站将采用先进的资源再生和回收技术。王亚萍:飞行中没有看到太空碎片，但确实存在。地面研究人员对空间碎片进行了预警分析，并对天宫一号采取了相应的规避和防护措施。我没有看到飞碟历史学家小学四年级的学生邱田:你看到的窗外的天空和地面有什么不同？星星会闪烁吗？你能看见不明飞行物吗？王亚萍:我们没有见过不明飞行物。因为我们在大气层之外，没有来自大气层的阻碍或干扰，我们看到的星星异常明亮，但它们不会闪烁。同样，由于大气对光没有散射作用，我们看到的空间不是蓝色，而是深黑色。此外，我们每天可以看到16次起飞，因为我们每90分钟绕地球一周。■教学难度的评估高于第一堂美国太空课。在这次空间课中，教学专家组的一名成员说，“失重”的主题主要被认为与中学学到的相关知识和原则有关，而且安全可靠、体积小、重量轻。2007年8月14日，美国人芭芭拉·摩根在国际空间站发表了第一次人类太空演讲。她通过视频向学生们展示了太空中运动和饮水的场景。这位专家说，与芭芭拉·摩根的太空教学相比，中国宇航员的太空教学不仅更加科技化，而且难度更大。摩根的空间教学是介绍和演示空间生活，而王亚萍的教学是介绍和演示物理概念，因此后者的科技含量较高，难度较大他说，这次讲座让全国的学生和观众感受到了一些奇妙的物理现象，“就像太空中的魔术师一样，它给所有的公众带来了启发。”据太空教学计划组的金生老师说，太空教学计划是一年前制定的。它原本计划在神舟九号发射时进行，但神舟九号发射时间很短，主要任务是对接。据金胜介绍，从去年9月开始，太空教学计划小组就开始广泛征求各方意见，确定实验计划。经过反复考虑，精心选择了几个实验，最后演示了失重环境下的力学原理和液体表面张力。“太空教学对于科普来说意义重大。在陕西这样一个重大的国家工程中，专门安排了这样一门课程，这说明国家非常重视科普教育。”[揭示] 1什么符合世界呼唤？中继卫星实现数据传输。这颗中继卫星被称为空间数据的“传输站”，它保证了视频的流畅，并与天地之间的对话相匹配。一位从事卫星导航多年的专家表示，中继卫星是中国空间数据的“中转站”。中继卫星的数量从两个变成三个后，神舟飞船将能够与中国保持联系，甚至在地球的另一边，基本上没有盲点。目前，天宫一号与地面之间的音视频信号传输“网速”已经达到2万亿左右，比以前更加顺畅。据*电视台报道，这一次，首先是将天宫一号的图像传送到中继卫星。第二步是卫星将信号传送到地面的监测站，这样地面就可以接收到天宫一号的声音和图像。第三步，地面TT&C站将信号传送到北京飞行控制中心，然后通过电视台向全国观众播放。地面班学生提出的问题将通过相反的方式传送到天宫一号。[揭示]你为什么选择这五个实验？内容经典易懂，方案来源于专家、学生和老师的经典、易懂、新颖、装饰性和与众不同。在人大附中的物理老师田明顶看来，这五个实验有着共同之处。作为“地面课”的主持人之一，田明顶也经历了天地之间的对话。一位参与设计实验计划的老师说，这五项实验经过了反复的方案选择和讨论，宇航员们也进行了一次试讲。在讨论过程中，专家组了解了学生的知识储备以及他们感兴趣的问题。我们将考虑一个特定的实验在太空中是否可行，它会带来什么问题，会产生什么现象。“这些计划来自教师和学生，有时学生人数超过教师，也就是说，学生的计划最终被采纳。”你用什么样的设备做实验？弹簧秤、陀螺仪、简单摆锤、总重量为2.9千克的教具、陀螺仪、简单摆锤和钻戒，借助这些教具，神奇的现象被淹没了。据空间教学教案组专家介绍，尽管项目越轻越好，但天宫一号的“教具”总重量为2.9公斤，用于空间教学。