内容正文:
跨学科实践活动3|为“天宫课堂”
设计一个小实验
第十章 从粒子到宇宙
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【活动目的】通过直观、有趣的实验,激发学生对太空科学、
物理学等相关学科的兴趣和好奇心,促使他们主动探索和学习
相关知识。利用天宫课堂这一特殊平台,向学生普及太空环
境、微重力效应、物理学原理等科学知识,帮助他们建立正确
的科学观念,提升科学素养。引导学生观察实验现象,分析实
验结果,培养他们的观察力、分析力和解决问题的能力。同
时,鼓励他们提出自己的见解和疑问,促进思维发展。
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【方案制订与实施】
由于液体本身的重力且液体具有流动性,所以在地球上液
体想各个方向都有压强。某同学猜测由于太空站的重力几乎为
零,所以液体压强也会消失,经过老师的指导,他模拟了微重
力的场景做了以下实验。
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任务一:
1. 【实验原理】(1)如图所示,在地球上塑料瓶中的液体能从
瓶子侧壁的孔中喷出,说明液体对侧壁有压强。(2)物理老师提
示同学们,若要模拟太空实验,可以让物体从高处静止释放,
则可以近似将物体看作失重状态。
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任务二:
2. 【实验器材】该同学找来了以下实验器材:手机(或其他
拍摄工具)、大号透明整理箱、普通塑料瓶、水、染色剂、
胶带等。
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3. 【实验方案】
(1)在水中加入染色剂,以便更清晰地观察水流情况。然后
在塑料瓶上扎一个小孔,并将染色后的水倒入塑料瓶中。注
意 不要 (选填“要”或“不要”)盖瓶盖,可以观察到水
会从小孔流出,这说明液体对侧壁 有 (选填“有”或
“没有”)压强。
(2)用防水手机套将手机保护好后,将其放在整
理箱中。打开手机摄像模式,调整手机角度,
使整个整理箱内部均能被手机拍摄到。之
后用胶带将手机固定在整理箱中。
不要
有
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(3)将塑料瓶放在整理箱中,然后让整理箱从高处静止下落。此
时以塑料瓶为参照物,手机是 静止 (选填“静止”或“运
动”)的。
(4)整理箱落地后取出手机,观察手机中刚刚拍摄的视频影像。
视频应显示,在抛下后,瓶中的水不再流出,这表示微重力状
态下,液体压强现象 消失 (选填“存在”或“消失”)。
静止
消失
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【成果展示与交流】
4. 将实践成果与其他同学共享后发现在微重力状态下还能做
非常多有趣的实验;和同学们讨论后完成下列相关习题:
(1)航天员王亚平老师在天宫课堂中,进行了微重力环境下的
“太空抛物实验”,她轻轻将悬停在空中的冰墩墩抛向对面的
叶光富老师。如图所示,虚线OA、OB、OC分别表示三条运动
轨迹,其中能正确反映冰墩墩运动轨迹的是 OB (选填
“OA”“OB”或“OC”)。而在地球上,将篮球斜向上抛
出,篮球最终会落到地面,是因为篮
球受到 重力 的作用。
由此说明了力 不是 (选填“是”
或“不是”)维持物体运动的原因。
OB
重力
不是
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A. 图甲中,水对乒乓球的压力的合力几乎为零,因此“浮力
消失”
B. 图甲中,若把一个实心铁球放在图中
乒乓球的位置,松手后,铁球也将悬停
C. 图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力
大于所受的重力
D. 图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部
的压强变大
(2)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实
验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入
水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在
中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至
漂浮,如图乙所示。下列说法中不正确的是( D )
D
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