第十章 从粒子到宇宙 跨学科实践：为“天宫课堂”设计一个小实验 课件 -2025-2026学年沪粤版物理八年级下册

这份初中物理课件聚焦“从粒子到宇宙”主题，以“天宫课堂”实验为导入，通过水膜张力、太空抛物等情境，连接地面与太空物理现象，帮助学生构建失重、分子间作用力等物理观念，搭建从生活到科学的学习支架。 其特色在于以真实航天实验为载体，融合物理观念（运动与相互作用、物质观念）、科学思维（对比分析地面与太空实验差异）及科学态度与责任（激发航天科技兴趣），通过问题探究与随堂检测，助力学生提升核心素养，便于教师开展情境化教学。

之间的现象会有。什么不同？好，把它摇晃混合一下。好。现在我看看同学们。的水油是什么样子。好，现在我看到同学们的水油已经开始逐渐的分离了，但是我们空间站里的两种液体，现在我看到。同学们。的水油已经完全分离成了稳定的分层。我们空间站里的两种液体还是跟之前一样没有分开。现在我要问同学们一个问题了，我需要用什么法才能让水油分离开呢？好，哪位同学知道可以。积极的举手。同学们都很聪明。我们请那位同学吧，对，八号桌的那位男同学。王老师好，刚才课程引导部分地面课堂的老师带我们做了水流星的实验。当时抡水杯时，我发现水被甩到杯底了，水比油密度大我觉得如果甩起来水也会沉淀，应该就能实现水油分离。谢谢老师。谢谢这位同学的回答，非常好是的。虽然市政环境的水油无法自然，但是它们的物理性质没有发生改变。所以我们可以利用他们的密度不同，使用旋转的方式，借助离心作用来使他们分离。下面我们请叶老师来给大家。演示一下。好。人工离心机开始启动，大家看到叶老师已经开始快速的旋转这个瓶子。大家可以想一下，如果我要让这个瓶子转的更快一些，是不是就需要使用更大的力呢？因为转的越快，沦为圆周运所需要的力也会越大，也会更加明显。大家看到老师在非常快速的旋转这个瓶子，水的密度大于油的密度，离心作用更加明显，就能实现失重状态下的水油分离。好，我们现在来看看效果如何。看看好。刚才看到了吗？水游果然在这个方法下分离了小原理，可以发挥大作用哦。其实我们的空间站里也有这样的离心设备。 接下来我要给大家再演示一个基本的物理定律，牛顿第一定律所描述的现象。大家看谁来了？我们的顶流丁森哥也来到空间站了，我们先让墩墩来个空翻。大家知道如果在地面我把冰墩墩抛出之后，它会下坠。那么在太空中如果我把它抛出会是什么现象呢？我们一起来试一下。冰墩墩来喽来吧走，大家看到冰墩墩并没有像在一样下坠，而是沿着抛出的方向在做近似匀速前进。好的，金墩墩回来了。好的，大家看到金墩墩还是在沿着原来抛出的方向做近似匀速前进，这跟牛顿第一定律所描述现象相同的。好，那么我要给同学们提一个思考题了，现在我们所处的空间站是在绕地球飞行，那同学们以你们的视角来看，冰墩墩还是在做近似匀速直线运动吗？为什么呢？这个问题留给大家课后来思考。 第10章 从粒子到宇宙 跨学科实践 为“天宫课堂”设计一个小实验 1 导入新课 天宫课堂有一个令人印象深刻的实验：水膜张力试验。在太空中，水膜张力和地球上是截然不同的。在太空中抽一层水膜出来，把它放在一个架子上面，然后再往里面注水。水膜因为张力很大，就变成了一个大泡泡，里面充满水的“大 泡泡。在这个大泡泡里面放点 色素再放上一个泡腾片，水 球里面这样整个水都会”沸腾 “起来！很神奇吧？ 2 一个小实验不仅教给我们物理知识还反映出中国航天事业的成功，对此你还有哪些“天宫课堂”引起你的兴趣和好奇？ 探究新知 神奇的天宫课堂 2022年3月23日下午，“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲并直播，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行授课。这是中国空间站第二次太空授课。在约45分钟的授课时间内，航天员相互配合，生动演示了微重力环境下太空冰雪实验、液桥演示实验、水油分离实验，太空抛物实验，这些实验现象跟在地面上的实验现象有非常明显的差别，使无数中学生感受到了太空环境下科学实验的魅力。 王亚平在太空舱中演示了这样一个实验：把一枚“冰墩墩”沿水平方向抛出，“冰墩墩”并没有像在地面上抛出的物体一样落回地面，而是做近乎完美的匀速直线运动。科学计算表明，在太空舱中的物体受到的地球引力大约是在地面附近的88.5%，如果地球对物体的吸引力恰好能使物体 绕地球做圆周运动，在太空舱 中的物体就好像重力完全消失 了一样，物体将处于“完全失 重”状态。 但是由于地球并非是个完美的球体且密度分布不均匀，并且太空舱在运动中受高空稀薄空气阻力的影响，使得太空舱的运动轨道不是完美的圆形且速度大小会有波动，因此太空舱中的物体也并非处于严格的“完全失重”状态。 (1)王亚平在太空舱中时，相比起在地球，她的质量_______，重力________。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 不变 变小 (2)“冰墩墩”在太空舱中被抛出后做近似匀速直线运动，主要原因是_______(填字母)。 A．“冰墩墩”受到跟运动方向相同的推力作用 B．地球对“冰墩墩”没有吸引力 C．地球对“冰墩墩”的吸引力很小 D．地球对“冰墩墩”的吸引力绝大部分使它绕地球做圆周运动 D (3)地面课堂的同学也同步尝试完成水油分离实验。将瓶子里的水和油摇晃均匀后静置于水平桌面上，水和油会逐渐分离，因为油的密度比水______，所以会处于______层(选填“上”“中”或“下”)。而在空间站里，不会出现水和油分离的现象，这是因为油在水中______(选 填“受到”或“不受”)浮力作用。 小 上 不受 随堂检测 1．2022年3月23日下午，“天宫课堂”上王亚平老师用水将两块塑料板连接起来，慢慢拉开后形成了长长的“液桥”，该现象说明(　 　) A.水分子之间有空隙 B．水分子之间存在吸引力 C．物质由大量分子构成 D．水分子在永不停息地做无规则运动 B 2．空间站的航天员在“天宫课堂”为同学们授课，开展内容丰富的航天科普教育。 (1)如图甲所示，航天员桂海潮使用普通球拍击打水球时，水球直接粘到了球拍的表面，这是因为球拍表面与水球的分子之间存在_______。 引力 (2)如图乙所示，航天员王亚平将蓝色颜料注入水球后，水球变成了色泽均匀的蓝色水球，说明分子之间存在________。 斥力 3．阅读短文，回答下列问题。 太空中的物理 2022年3月23日15时40分，中国航天“天宫课堂”第二课开课了，这次在距离地面约400 km的中国载人空间站“天宫”上进行了太空科学探究。授课期间，航天员演示了“太空‘冰雪’实验”和“液桥实验”等，如图所示。 甲 乙 (1)在“太空‘冰雪’实验”中，用沾了结晶核的毛根(或缠满绒线的细铁丝或棉签)触碰过饱和乙酸钠溶液形成的液体球，液体球迅速变成“冰球”(如图甲)。用手摸上去，“冰球”竟然是热乎乎的，这是因为__________________(填物态变化的名称及吸放热的情况)的原因。 甲 乙 凝固过程要放热 (2)在“液桥实验”中(如图乙)，两块透明板上的水球接触后合成一个，王亚平将两块透明板分开, 中间形成一个长约10 cm的液桥，如果这个实验在地面上完成，液桥的长度会______(选填“变长”或“变短”)。 乙 变短 (3)在“天宫课堂”第二课天地互动提问环节，有同学提出一个有趣的问题：空间站里流眼泪是什么样的？由于空间站处于失重状态，所以在空间站里流泪时不会体现的是______(填字母)。 A．眼泪汪汪　　　B．泪如雨下　　　 C．热泪盈眶　　　D．泪眼婆娑 B Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.12 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.5 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.5 $由于失重环境，水在太空中可真是非常的有趣。接下来我要给大家展示一个美丽的现象，大家要。认真看。首先我们要做一个水膜。好，我们成功的做成你的水膜。现在我们往水膜里加水，让它变成一个厚水膜。他现在看起来像不像是一个放大镜？这是我和我的女儿在地球上一起准备的花朵折纸，现在我把它放到水膜上，看看会有什么现象。同学们。看到了吗？花朵在慢慢的开。我们得到了一朵在太空中盛开的花。非常的美丽。看到这朵花我就想到了我的女儿。同学们，你们都是祖国的花朵，含苞待放。未来是你们的希望，你们的梦想都能在这广袤的宇宙中绽放。好，现在我把花朵拿走。看完了美丽的花朵，我们再进一步看看其他现象，继续这场神奇之旅吧。现在我们往水球里注水，我们往水膜上注水，让它变成一个大水球。同学们都知道，这是因为在失重环境下水的表面张力会大显神威，所以我们才能做出一个地面上无法做出。的水球。好，我们再加一点水，让水球变得更大更圆。更漂亮。好，我们再加一点水在上面再加一点水。同学们，现在你们是不是能够看到一个绿的？我在上一次太空授课的时候我也做过，大家知道这是凸透镜成像的结果。同学们，你们也可以拿起面前的水晶球来观察一下身心肌的同学，看是不是有同样的现象。好，现在该我大显身手了，我们先请叶老师把水球中的气泡抽取一下。好的。水球里有一大串可爱的小气泡。好了，出题来了，现在我们往水球里再注入一个大气泡。同学们，现在你们是不是看到一正一反两个像呢？坐在地面上可是很难见到的。为了更好的展示这个现象，我们请叶老师也来展示一下。好的，我来了。同学们看到我了吗？同学们也可以想一下，为什么有一正一反两个像呢？感兴趣的同学可以深入研究一下。这里我可以给大家一点小的提示，这是因为气泡将水球分割成了两部分，分别成像的结果。好，课程的最后让我们一起来放松一下。我要给大家做一个太空欢乐球，现在我们也请叶老师将水球里的气泡抽取一下。好的。好了。现在这个水球看起来晶莹剔透，非常美丽。同学们看，这是我们在地面补充维生素用泡腾片，这是半片。大家知道泡腾片遇到水之后会产生很多气泡，同学们也可以拿起你们面前的泡腾片试一下。好，现在到我了。为了让现象。更漂亮，我要把准备好的颜料注入到水球当中。现在蓝色正在慢慢的渲染着水球，水球变成了一个蓝色的漂亮的水球。现在我把泡腾片放到水球里，看看会有什么样现象。大家要认真看哦。同学们看到了吗？泡腾片在水球里不断的泡腾，产生了很多欢乐的小气泡。但是在湿度环境下，气泡只是在不断的产生，并没有离开水球。随着气泡的不断增多，水球逐渐变成了一个充满欢乐小气泡的气泡球，而且伴随着气泡的产生，还有阵阵的香气，同学们你们闻到了吗？大家也可以想一想，为什么气泡没有离开水球呢？这个蓝色的小球像不像我们的地球？地球是我们人类在宇宙中的摇篮，但是人类不可能永远生活在摇篮里。如今我们已经拥有了自己的空间站，想起来中国人的脚步一定会踏入月球、火星和。更远深空。