第十章 粒子和宇宙 跨学科实践 为“天宫课堂”设计一个小实验 课件-2024-2025学年沪粤版物理八年级下册

跨学科实践　 为“天宫课堂”设计一个小实验 “天宫课堂”是我国太空科普的国家品牌。“天宫课堂”结合载人飞行任务，贯穿中国空间站建造和在轨运营系列化推出，由中国航天员担任“太空教师”，以青少年为主要对象，采取天地协同互动方式开展，“天宫课堂”发挥了中国空间站的综合效益。学习小组为空间站设计了几个与初中物理相关的小实验，希望能在下次的“天宫课堂”中被采用。 【项目分解】 一、微重力 (又称为零重力)环境下完不成的实验 二、“探究运动和力的关系”实验 【项目实施】 一、微重力 (又称为零重力)环境下完不成的实验 1. 在中国空间站内，以下实验器材能否有效使用？请进行归类，并说明理由。 仍能有效使用的器材 (选填序号) 理由 ② 无液气压计是利用气压工作的，与重力无关，所以能在微重力状态下有效使用。 ③ 弹簧测力计是利用在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比的原理制成的，与重力无关，所以能在微重力状态下有效使用。 仍能有效使用的器材 (选填序号) 理由 ⑥ 煤油温度计是利用液体热胀冷缩原理工作的，在失重条件下温度的变化仍然会引起液体体积的变化，所以能在微重力状态下有效使用。 不能有效使用的器材 (选填序号) 理由 ① 天平是利用杠杆的原理，天平平衡需要物体对托盘的压力，在失重状态下物体对托盘没有压力，所以不能在微重力状态下有效使用。 ④ 液体压强计是靠U形管内液面的高度差反映压强的，在失重状态下液体对橡皮膜没有压强，不能在微重力状态下有效使用。 不能有效使用的器材 (选填序号) 理由 ⑤ 水银气压计，在失重状态下，水银不会产生压强，所以不能在微重力状态下有效使用。 二、“探究运动和力的关系”实验 2. 在空间站“探究运动和力的关系”实验中，准备三条相同的长木板，使它们都固定在空间站内，分别在长木板的一端安装一个相同的弹簧，并在其上面分别铺上并固定毛巾、纸板和玻璃板。把相同的小车放在弹簧自由端旁边，利用小车挤压弹簧，松手，小车在弹力的作用下向右运动。 (1)实验中每次均让小车挤压弹簧的长度_____，目的是使小车在水平面上开始滑行时获得相同的_____。 (2)利用相机给小车拍摄频闪相片，以下符合实际情况的是____。 相同 速度 C (3)在空间站做实验时，长木板上的小车_____摩擦力，原因是：______________________。 (4)在空间站做实验还需要通过推理得出“牛顿第一定律”吗？你的答案是：________。 不受 小车处于微重力环境中 不需要 【项目拓展】 小明在看“天宫课堂”的“浮力消失实验”，发现空间站中的乒乓球没有浮上来，如图1－甲所示。同学们在课堂上做相同的实验，乒乓球却能漂浮在水面上，如图1－乙所示。小明为弄清楚其中的原因，对浮力的相关知识进行了如下探究： (1)如图1－丙所示，把两个乒乓球放入瓶口向下、底部被剪开的矿泉水瓶中，当向瓶中加水时，上面的乒乓球漂浮，底部的乒乓球却没有上浮。小明思考得出结论：上面的乒乓球由于下表面有水，受到水向____的压力而上浮；而底部的乒乓球由于仅 有上表面受到水向____的压力而没有受到浮力， 所以没有上浮。 (均选填“上”或“下”) 上 下 (2)“太空教师”告诉我们，“天宫”中的乒乓球处于失重状态，水虽然具有流动性，但其内部却不会对放入其中的乒乓球表面任何一个位置产生压力，乒乓球上下表面就不会产生_______，乒乓球没有受到浮力的作用，所以不会浮上来。 压力差 (3)小明又做了如图2所示的探究：由图A、B、C可以得出物体浸在液体中所受的浮力与物体__________ _______有关；当物体完全浸没在水中时，受到的浮力大小为____N；根据A、C、D三次实验结果，可以得出浮力大小与____________有关的结论；根据实验相关数据，可计算出D中未知液体的密度为__________kg/m3。 排开液体 的体积 0. 8 液体的密度 0. 75×103 $$