参考资料

课堂笔记

地面课堂

(物理老师:宓奇 史艺)

  • 短片了解航天员的衣食住行
  • 解释失重现象,电梯中、自由下落的称东西的台秤

天宫课堂

(航天员:张晓光 王亚平 聂海胜)

  • 展示失重状态下的动作
  • 问题:生活中如何测量质量?在太空中是否有有效呢?航天员如何知道自己的体重呢?——质量测量仪
  • 质量测量仪的原理:牛顿第二定律
    • 弹簧凸轮机构产生恒定的力(将人拉回初始位置),光栅测速系统测出身体运动的加速度
  • 发现弹簧回弹后不同质量的砝码震动频率不同,思考由此测量计算质量的方法。
  • 观察太空中的单摆:自然下落并不会做往复运动,轻推后做圆周运动

学生提问:太空员有区分上下的方位感吗?答:没有,可以认为规定上与下

  • 展示利用高速旋转陀螺的定轴性原理定向,对比静止的陀螺和旋转的陀螺受外力时的区别
  • 展示太空中的水,从饮水袋中挤出来呈球形,散开的水要用吸水纸收集,防止损坏设备
  • 水膜演示:金属圈可以束缚“一层”水膜,轻甩也不会破裂,可以承载一个小纸片
  • 水球演示:给水膜加水,水膜变厚
    • 出现小气泡(是因为饮水袋中本身有小气泡),使用注射器将小气泡抽走
    • 水球可以看成一个凸透镜
    • 使用注射器注入气体到水球中,可产生较大气泡,两个气泡可以单独存在并不融合
    • 将带颜色的液体注入水球,红色液体在水球中扩散开来
  • 讲解太空资源的利用
    • 基础研究
    • 为应用服务,失重环境下获得结构更加均匀、完整的半导体晶体,指导改进地面的生产工艺
    • 冷原子钟的频率稳定度大大提高,用于未来高精度的卫星导航系统

学生提问:

  • 实验用水的来源,是否循环可利用?答:从地面上带来,短期飞行,一次性用水更经济,空间站将利用资源再生和循环利用技术。
  • 航天员可以看到太空垃圾吗?飞船如何应对太空垃圾?答:暂未看到,但不可忽视,发射前要做预警分析,对天宫一号进行相应的规避和防护措施。
  • 航天员如何应对失重环境对身体的不利影响?答:航天员在太空会遇到失重、噪声、狭小密闭环境不利因素影响,失重可能造成心血管失调、骨丢失、肌肉萎缩等,航天员通过体育锻炼、药物、体液重新分布等方法进行防护。
  • 太空中的景象与地面有何不同?星星以及 UFO?答:暂时没有看到 UFO,因为没有大气干扰,星星更加明亮且不会闪烁;没有大气对光的散射作用,天空不是蓝色,而是深邃的黑色。每天可以看到 16 次日出。