跨学科实践 为“天宫课堂”设计一个小实验-【木牍中考】2025-2026学年八年级下册物理同步教学优质课件（沪粤版·新教材）

该初中物理课件围绕微重力环境下的物理现象展开，通过“天宫课堂”王亚平授课案例导入，系统梳理2021至2023年历次天宫课堂实验的核心知识，为学生设计跨学科实验搭建从原理到方案的学习支架。 其亮点在于以跨学科实践为核心，通过天地现象对比（如浮力消失实验地面与太空小球状态差异）引导学生设计实验，融入科学探究与科学态度与责任素养，既培养学生的实验设计与创新能力，又激发航天兴趣，助力教师高效开展实践教学。

跨学科实践 为“天宫课堂”设计一个小实验 ※ 建议使用WPS2019以上版本打开 木牍中考-教学设计中心 制作 物理 HY 八年级下册 目 录 导入新课 01 讲授新课 02 习题解析 03 课堂小结 04 我国航天员王亚平在叶光富、翟志刚的配合下，于2021年12月9日在中国空间站进行了“天宫课堂”授课，展示了中国空间站的工作与生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力张力等神奇现象，并与地面课堂进行实时交流共享，画面清楚，声音清晰。 导入新课 活动主题 同学们能清晰地看到在微重力环境中，浮力消失了，注入气泡的水球中成正、倒两个王亚平的像，等等，大家感到非常奇妙！ 于是，不少同学都想为空间站设计小实验，希望能在下次“天宫课堂”中被采用。 讲授新课 方案制定与实施 在老师的指导下，用你学过的物理知识，设计一个在空间站里做的物理小实验，也可以是跨学科实验。要有实验原理、实验方案、实验器材以及实验展示。 讲授新课 方案制定与实施 历次天宫课堂的内容及相关知识 2021 年 12 月 9 日 天宫课堂第一课 实验名称 实验的核心知识 航天员在轨工作生活场景展示 展示微重力环境下的生活、工作状态 太空细胞学研究 微重力改变心肌细胞收缩节律 太空转身 失重条件下物体转动仍遵循角动量守恒 浮力消失实验 失重条件下无压强差，浮力消失 水膜张力实验 微重力条件下，表面张力作用更明显 水球光学实验 光的折射与透镜的应用 泡腾片实验 失重时气泡不上浮，在水中均匀悬浮 讲授新课 方案制定与实施 历次天宫课堂的内容及相关知识 2022 年 3 月 23 日 天宫课堂第二课 实验名称 实验的核心知识 太空“冰雪”实验 微重力下无沉降干扰，过饱和溶液悬浮放热结晶 液桥演示实验 微重力抑制重力作用，表面张力主导液桥界面形态与稳定性 水油分离实验 失重下水油无法自然分层，离心沉降效应可替代重力分层 太空抛物实验 微重力下物体合外力近似为零，匀速直线运动验证牛顿第一定律 讲授新课 方案制定与实施 历次天宫课堂的内容及相关知识 2022 年10 月 12 日 天宫课堂第三课 实验名称 实验的核心知识 毛细效应实验 流体在细管中的毛细攀升高度趋近无限，突破地面重力的束缚 水球变“懒” 微重力条件下重力作用被抑制，水球的振荡衰减缓慢 太空趣味饮水 微重力条件下表面张力主导液体输送 会调头的扳手 物体在微重力下绕中间惯量主轴旋转时不稳定，会发生周期性翻转掉头。 植物种植研究 微重力、光照等环境对植物生长的影响，为未来太空种植提供支持 讲授新课 方案制定与实施 历次天宫课堂的内容及相关知识 2023 年 9 月 21 日 天宫课堂第四课 实验名称 实验的核心知识 球形火焰实验 微重力环境中浮力对流基本消失，燃烧依赖分子扩散输运氧气 奇妙“乒乓球”实验 微重力环境下，毛巾表面的微绒毛结构使其具有疏水性，可将依靠表面张力维持形状的水球弹开 动量守恒实验 微重力环境中系统合外力近似为零，两铁球碰撞时动量完全转移 又见陀螺实验 失重条件下物体转动仍遵循角动量守恒 讲授新课 方案制定与实施 天宫课堂的实验特点 排除重力干扰，呈现纯粹原理 天地现象迥异，激发认知冲突 覆盖多门学科，构建知识体系 取材日常物品，操作直观简易 紧扣航天应用，彰显工程价值 讲授新课 方案制定与实施 安全红线：不威胁航天器正常运行，不危害航天员安全 设计天宫课堂实验的注意事项 讲授新课 操作极简：步骤简单直接，成功率高，不给航天员增加额外负担。 实验原理纯粹：充分利用微重力环境，剥离地面重力干扰。 方案制定与实施 设计天宫课堂实验的注意事项 讲授新课 视觉对比度高：现象直观，颜色醒目，天地对比一目了然。 与生活强关联：实验原理能与地面经验形成鲜明反差，便于理解。 方案制定与实施 设计天宫课堂实验的注意事项 讲授新课 方案制定与实施 天宫课堂的实验设计参考 【实验原理】 地面：浮力产生的原因是液体内部存在压强差，物体沉浮取决于重力与浮力的大小比较：若物体密度大于液体密度则下沉，小于则上浮。 太空：微重力环境下，液体内部压强差消失，浮力几乎为零。物体在液体中不再受密度驱动，将停留在被放置的位置。 讲授新课 方案制定与实施 天宫课堂的实验设计参考 【实验方案】 1. 准备一个透明无盖圆柱形水杯，向杯中注入适量体积的清水。 2. 取三颗同体积小球：红色钢球（密度＞水）、黄色浮力球（密度≈水）及蓝色塑料空心球（密度＜水）。 讲授新课 方案制定与实施 天宫课堂的实验设计参考 【实验方案】 3. 地面操作：将三颗小球投入水杯中，静置观察浮沉状态；用玻璃棒将漂浮的蓝球压入水中，松手观察。 讲授新课 方案制定与实施 天宫课堂的实验设计参考 【实验方案】 4. 太空操作：航天员将三颗小球投入水杯中，观察小球入水后的位置分布；用长吸管将停留在液面附近的小球逐一推至水体中央，抽离吸管后观察。 讲授新课 方案制定与实施 天宫课堂的实验设计参考 【实验器材】 带夹子水袋 长吸管 毛巾 透明圆柱形水杯 三种颜色的小球 清水 玻璃棒 讲授新课 方案制定与实施 天宫课堂的实验设计参考 【实验展示】 现象 地面 空间站 投入小球后 蓝色小球漂浮，黄色小球悬浮在水中，红色小球沉底 三球随机分布于液体各处，无固定分层 将小球压入水中后松手 蓝色小球迅速上浮至水面 小球停留在被推到的位置，不上浮也不下沉 讲授新课 成果展示与交流 在班级演示你所设计的小实验，并推选几个优秀的小实验和实施方案；写一封请求实现心愿的信件。将推选的小实验、实施方案和信件邮寄给中国国家航天局。 如果你对“天宫课堂”还有更好的建议与设想，也可附在信内。 讲授新课 1. “天宫课堂”是为发挥中国空间站的综合效益推出的首个太空科普教育品牌。如图所示是航天员在太空中演示摆球实验的情景。拨动摆球后，摆球绕固定点持续转动。相比在地面上，在失重环境的空间站里，摆球的惯性________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 不变 习题解析 2. 如图-1，在“天宫课堂”中，航天员用注射器向水球内注入一个气泡，取出注射器后，气泡在水球中静止不动，气泡受到的浮力为___________N；如图-2，在地面课堂的同学们用注射器在水桶中注入一个气泡，观察到气泡会迅速上浮直至在水面炸裂，气泡露出水面前所受浮力大小___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 0 变大 习题解析 3. 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________； (2)如图乙所示，航天员王亚平将蓝色颜料注入水球后，水球的颜色逐渐变成了色泽均匀的蓝色，说明分子在_____________________。 引力 不停地无规则运动 习题解析 为“天宫课堂”设计一个小实验 方案制订与实施 成果展示与交流 活动主题 课堂小结 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $