课堂|王亚平老师的天宫第二课,好多考点想跟你说(附资源下载)
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老朋友可能还记得 , 我在去年和孩子一起重温了八年前的“神舟十号太空授课” , 回顾那段圆了无数中国人的航天梦的奇妙旅程 。
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:重温七年前:王亚平老师向孩子讲述了怎样的“太空第一课”
随着航天技术的进步和发展 , 八年后的天宫课堂 , 不仅讲述了中国航天成员亘古不变的小中见大、精益求精的美好品质 , 还给我们带来了更丰富的科学知识和感官体验 。
时隔半年 , 主讲老师王亚平的“冲天辫” , 依然吸引着我家俩娃的注意力 。
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不过 , 他俩已经不会问我亚平老师在太空上怎么洗头了 , 而是好奇航天员在太空上要怎么剪头发 。
孩子的视角总是那么奇特又可爱 , 不过回看人类的太空梦 , 一开始不也是让人们感到天马行空吗?只要能提起孩子对科学的兴趣 , 让他掌握简单且必要的科学知识 , 最后拥有探索未知的动力 , 这门课的使命就已经达到了 。
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好了 , 回到正题 。 作为科代表 , 我先给大家整理出“天宫课堂”第二课的物理化学知识点(都是中学考点 , 以后可能会在试卷上出现哦)▼
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码完知识点 , 就让我们一起感受这门有趣又奇妙的太空科学课吧 。
天宫课堂的老师们
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在今年的天宫课堂里 , 还是熟悉的国家队阵容 , 三位宇航员翟志刚、王亚平、叶光富担任“太空教师” , 带我们探寻太空上的奥妙 。
? 主讲老师:王亚平
? 空间科学设施介绍:叶光富
? 摄像:翟志刚
看完这么豪华的阵容介绍 , 就让我们来感受这节课的“重头戏”——太空实验 。
实验一:制作太空“冰球”
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冬奥会让我们对冰雪世界有了更多的向往 , 而太空课上的第一个实验 , 灵感就取自于冬奥 。
王亚平将“醋酸钠溶液”从袋里挤出 , 形成了一个晶莹剔透的小球 。 ▼
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紧接着 , 用沾了结晶核的小棒轻轻触碰小球 , 原本透明的小球马上结晶 , 变成了一个“冰球” , 真是太梦幻了!▼
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实验正是运用了中学化学里的“饱和溶液”和“亚稳态”的知识 。
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饱和溶液 亚稳态
在一定的温度下 , 在一定量的溶剂里加入某种溶质 , 还能继续溶解的溶液 , 叫作不饱和溶液;当溶质不能继续溶解时 , 所得到的溶液叫作饱和溶液 , 甚至会达到过饱和状态 。
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打个比方 , 在20摄氏度的时候 , 一斤水可以溶解大约两斤白糖 , 而如果往水里加三斤白糖 , 那么它就变成了过饱和状态 。
在太空实验中 , “过饱和醋酸钠溶液”小球正处于“亚稳态” , 十分不稳定 , 当受到某些刺激(比如加入晶体或者晃动)时就会失去平衡 , 过多的溶质就会结晶放热 , 变成了我们看到的“冰球” , 但其实这个球是热的哦 。
实验二:用水搭桥
如何用让两摊水搭成一条“桥”?
在这个实验中 , 王亚平轻松做出了在地球上难以实现的“水桥” 。
先把水挤到两块塑料板上 , 然后把两块板缓缓靠近 , 一道“水桥”就这样出现了 。 ▼
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这也是八年前的太空课上讲过的知识——表面张力 。
【课堂|王亚平老师的天宫第二课,好多考点想跟你说(附资源下载)】※
表面张力
液体表面存在一种“表面张力”——就是“水面”有被向内拉紧 , 使它尽可能缩小的力量 。 在我们身处的环境中 , 液体存在表面张力 , 但也容易因为外力(如重力)而被“扯断” 。
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比如清晨凝聚在叶片上的水滴、就是在水的表面张力作用下形成的 。
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(用手触碰 , 水滴就容易被“分裂”)
而在太空失重的条件下 , 水的表面张力成为了主导力 , 所以即使被分开一定距离也不会断裂 。
在地面上的同学们也跟着宇航员做同样的实验 , 但在重力的作用下 , 液桥很容易就断裂了 。
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实验三:水油分离
水和油能融在一起吗?根据我们的生活经验 , 由于水和油的分子结构差异很大 , 所以不能相融 。 而且在有重力的环境中 , 水和油是分层的 , “玩”不到一块去 。
但王亚平手中装着水和油的小瓶子 , 里面却是混合的状态 , 并没有分层 。
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那要怎样才能把水和油分离呢?只见“人形离心机”叶光富老师提着绳子 , 快速旋转小瓶 , 水和油很快就分离开来 。 ▼
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实验中蕴含着两个重要的物理知识点 ▼
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密度 离心力
由于水的密度比油大 , 所以在一般条件下 , 油会漂浮在水的上面 。
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但在太空中 , 水和油却不再“泾渭分明”了 。 这是因为在太空失重环境中 , 密度的作用变得不明显了 , 所以水和油混合在了一起 。
这个时候 , 就需要一个力量 , 把密度大的水和密度小的油分离出来 , 这个力就是“离心力” 。
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在叶老师旋转瓶子的过程中 , 密度更大的水会被旋转的惯性“甩”到瓶底 , 从而形成水油分离 。
在空间站里 , 不仅有“人形离心机” , 还有高科技的“太空离心机” 。 王亚平说:“很多复杂的科学设备用到的都是简单的科学原理 。 ”
这句话也牢牢扎根在孩子们的心中 。 是呀 , 科学原理从来都不是高高在上的 。 离心力这个知识不仅能帮助我们发明出洗衣机 , 为日常生活提供便利 , 还可以被运用在认识世界 , 改变世界的科研征程中 。 再小的原理 , 也值得我们去了解 。
实验四:一飞冲天的冰墩墩
作为最近的顶流“冰墩墩”也出席了这次的课堂 , 给大家表演了一波空翻 。 ▼
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表演完空翻 , 王亚平还让他表演了“直线飞行” 。 ▼
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牛顿第一定律
如果一个运动物体不受任何阻力 , 那么它就会以不变的速度一直运动下去 。
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在地面上 , 由于有地球重力的作用 , 抛出去的物体就会按照“抛物线”的轨迹掉落 。
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但在空间站失重的环境下 , 抛出的物体(冰墩墩)遵守牛顿第一定律 , 沿着直线匀速“飞行” 。
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我们的空间站设施
看完上面这么精彩的实验 , 我家娃对航天设备的兴趣被完全激发了 。 正好下一个环节 , 就是让叶光富老师介绍空间站里的“宝贝” 。
第一个就是“高微重力实验柜“ , 可以让宇航员们开展需要更高微重力水平的实验 。
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随后还介绍到了“无容器材料实验柜” , 它的作用是减少容器本身对材料的影响 。
老师们还播放了一段锆金属熔化与凝固的实验视频 , 图中这个小球在降温后突然发光的“再辉”现象 , 让我家孩子两眼都冒光了 。
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“大开脑洞”的提问环节
看完神奇有趣又让人震撼的太空实验 , 我家娃满脑子都是对太空生活的好奇和疑问 。 而这堂课的最后一个环节 , 就是让太空老师解答孩子们的疑问 。
孩子的想象力是无穷无尽的 , 问题也是脑洞大开且值得回味的 , 不信你品品 。 ▼
问:“在空间站里流眼泪是怎么样的?”现场的提问还有很多 , 在感叹孩子们的想法是如此有趣又实用时 , 我不禁想到 , 或许在这些对浩瀚又美丽的外太空充满求知欲的孩子中 , 会出现未来航空领域的研究者 。 他们所代表的 , 就是航空行业 , 乃至科学的未来 。
答:“流不出来 , 在眼眶中打转 。 ”
问:“没有重力皮肤会不会变好?”
答:“没阳光 , 温度湿度控制得好 , 皮肤状态不错 。 ”
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是啊 , 天宫课堂的提问环节 , 在我看来更是一场对话 。 它是现在与未来的对话;是不可能与可能的对话;是传承与坚守的对话 。
我们从对话中窥探太空奥秘 , 在对话中感受创新与创造的思维 。 科学的进步 , 正是从一个个天马行空的问题与求真务实的解答中完成的 。
很喜欢王亚平给孩子们的一句话:“飞天梦永不失重 , 科学梦张力无限 。 ”
希望这门最特别的太空课 , 能够给孩子种下一颗科学的种子 , 让他学习用科学、辩证、创新的思维 , 去对待世间万物 , 探寻灿烂星河 。
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写在最后
这门在神舟十三号上的太空课 , 总共一个小时 , 很值得和孩子一起好好感受 。 我把资源给大家找好了 , 请朋友们先“点赞”+“在看”这篇文章 , 在公众号后台的消息框回复“天宫课堂” , 就可以观看这个视频了 。 ▼
希望大家可以找个时间 , 陪孩子一起看完这个“最高网课” , 共同探索这个“时间无尽永前、空间无界永在、质量无限永有”的浩瀚宇宙 。
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