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太空授课时间

2017-04-25 06:48:38 来源网站: 百味书屋

篇一:(2016

一、整体解读

试卷紧扣教材和考试说明,从考生熟悉的基础知识入手,多角度、多层次地考查了学生的数学理性思维能力及对数学本质的理解能力,立足基础,先易后难,难易适中,强调应用,不偏不怪,达到了“考基础、考能力、考素质”的目标。试卷所涉及的知识内容都在考试大纲的范围内,几乎覆盖了高中所学知识的全部重要内容,体现了“重点知识重点考查”的原则。

1.回归教材,注重基础

试卷遵循了考查基础知识为主体的原则,尤其是考试说明中的大部分知识点均有涉及,其中应用题与抗战胜利70周年为背景,把爱国主义教育渗透到试题当中,使学生感受到了数学的育才价值,所有这些题目的设计都回归教材和中学教学实际,操作性强。

2.适当设置题目难度与区分度

选择题第12题和填空题第16题以及解答题的第21题,都是综合性问题,难度较大,学生不仅要有较强的分析问题和解决问题的能力,以及扎实深厚的数学基本功,而且还要掌握必须的数学思想与方法,否则在有限的时间内,很难完成。

3.布局合理,考查全面,着重数学方法和数学思想的考察

在选择题,填空题,解答题和三选一问题中,试卷均对高中数学中的重点内容进行了反复考查。包括函数,三角函数,数列、立体几何、概率统计、解析几何、导数等几大版块问题。这些问题都是以知识为载体,立意于能力,让数学思想方法和数学思维方式贯穿于整个试题的解答过程之中。

篇二:中国首次航天员太空授课活动全记录

飞天梦永不失重 科学梦张力无限

——中国首次航天员太空授课活动全记录

余建斌 赵展慧 宗兆盾

《 人民日报 》( 2013年06月21日09 版)

在中国最高的讲台——离地面300多千米的天宫一号上,神舟十号航天员聂海胜、张晓光、王亚平为全国青少年带来神奇的太空一课。

从首都北京到全国各地,8万多所中学、6000万名师生通过广播、电视和网络直播,共同收听、收看航天员太空授课,一同领略奇妙的太空世界。

6月20日上午,记者来到设在中国人民大学附属中学的太空授课地面课堂,与300余名中小学生一起,现场聆听航天员老师讲课。

亮相 主讲老师“飞”到讲台前

20日10时许,北京市101中学物理教师史艺和人大附中物理教师宓奇登上讲台。简短的开场白之后,两位老师为同学们播放了一段电视短片——《航天员在太空的衣食住行》。10时11分,北京航天飞行控制中心报告,已建立与航天员的双向通信链路。神舟十号航天员的身影清晰呈现在大屏幕上,他们身着蓝色舱内工作服,微笑着向地面课堂的同学们挥手致意。

“我是王亚平,本次授课由我来主讲。”航天员王亚平轻点脚尖,向天宫一号舱内的摄像机镜头缓缓“飞”来。在失重环境下,这位主讲精心梳理的马尾辫变成了蓬松的“毽子”,呈现出几分“笑果”。

“大家好!我是聂海胜,担任本次飞行任务的指令长。”指令长这次当起了助教。

“大家好!我是张晓光,本次太空授课任务,我担任摄像师。”在失重环境下,张晓光要先用束缚带把自己固定在舱壁上,再用手持摄像机保持长时间稳定拍摄,才能把图像传回地面课堂。

实验 失重带来奇妙体验

3位航天员老师“站”稳后,先给同学们露了几手“功夫”——“悬空打坐”、“大力神功”。失重环境下,航天员仿佛成了“武林高手”,博得同学们阵阵喝彩。

实验1:质量测量

航天员的表演给大家带来了疑问:失重环境下怎样测质量呢?

从天宫一号的舱壁上打开一个支架形状的装置——质量测量仪,聂海胜把自己固定在支架一端,王亚平轻轻拉开支架,一放手,支架便在弹簧的作用下回复原位。装置上的LED屏上显示出数字:74.0,这表示聂海胜的实测质量是74千克。

解读:王亚平说,天宫中的质量测量仪,应用的物理学原理是牛顿第二运动定律:F(力)=m(质量)×a(加速度)。质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F,同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t,计算出加速度(a=v/t),就能够计算出物体的质量(m=F/a)。

实验2:单摆运动

演示完质量测量,航天员们又取出物理课上常见的实验装置单摆。王亚平把一个T形支架固定在工作台上,支架上用细绳拴着一颗明黄色小钢球。王亚平把小球轻轻拉升到一定位置后放手,小球并没有出现地面上常见的往复摆动,而是停在了半空。王亚平用手指沿切线方向轻推小球,奇妙的现象出现了,小球开始绕着T形支架的轴心做圆周运动。

解读:太空中没有重力作用,小球只会在原地悬浮。同样,因为重力环境不同,在太空中轻轻推一下小球,小球会在细绳的牵引下做圆周运动。而在地面上,需要给小球足够大的初速度,才能使它克服重力阻碍,实现圆周运动。

实验3:陀螺运动

王亚平取出一个红黄相间的陀螺,把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部,陀螺翻滚着飞向远处。紧接着,王亚平取出一个一模一样的陀螺,让它旋转起来,悬浮在半空中,再用手轻轻一推,旋转的陀螺并不翻滚,而是保持着固定的轴向,向前飞去。

解读:转动的陀螺具有定轴性,定轴性遵守角动量守恒原理——在没有外力矩作用情况下,物体角动量会保持恒定。而这在地面上因摩擦等因素很难实现。

王亚平介绍说,高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛。天宫一号上就装有各式各样的陀螺定向仪,正是有了它们,才能精准地测量飞行姿态。

实验4:制作水膜

王亚平拿起一个航天员饮用水袋,打开止水夹,水并没有倾泻而出;轻挤水袋,饮水管端口形成了一颗水珠,悬浮在半空中。

接着,她用手捏着长柄,把一个金属圈插入装满饮用水的自封袋中,慢慢抽出便形成了一个漂亮的水膜。随后,又往水膜表面贴上了一片有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。这些奇特景象引起地面课堂同学们的连声惊叹。

实验5:制作水球

王亚平用饮水袋慢慢地向水膜上注水,不一会儿,水膜就变成一个亮晶晶的大水球。用注射器向水球内注入空气,在水球内产生了两个标准的球形气泡,气泡既没有被挤出水球,也没有融合到一起。

紧接着,她又用注射器把少许红色液体注入水球,红色液体慢慢扩散开来,晶莹透亮的水球变成了粉红色,令人啧啧称奇。

解读:受到内部分子的吸引,液体表面分子有被拉入内部的趋势,导致表面就像一张绷紧的橡皮膜,这种促使液体表面收缩的绷紧的力,就是表面张力。

液体表面张力在航天活动中有重要应用。失重环境下,航天器推进剂贮箱中的液体燃料界面和气体界面不再是稳定的,科学家们制造了表面张力贮箱,利用表面张力推动液体推进剂流动,为动力系统提供满足要求的推进剂。

篇三:解读神十太空授课五个实验

解读神十太空授课五个实验

2013年6月20日上午10时11分,随着一声“同学们,你们好”的问候,在距离地面300公里的天宫一号,中国女航天员王亚平开始了迄今为止人类历史上第二次太空讲课。弯弯的柳叶眉、清澈的双眸、甜美的笑容,王亚平昨天的出镜让人眼前一亮,立刻“秒杀”亿万网友。在王亚平近乎“魔术”般手下,圆周运动的单摆、不变轴向的陀螺、晶莹剔透的水膜、红扑扑的水球,中国第一堂太空授课在趣味与惊奇中完美展现。

2007年08月14日,美国人芭芭拉·摩根在国际空间站进行了人类首次太空授课,她通过视频向学生展示了在太空运动、喝水等情景。专家称,和芭芭拉进行的太空授课相比,中国航天员的这堂太空授课,不仅科技含量更高,难度也更高。摩根太空授课的内容是介绍和演示太空生活,而王亚平授课的内容是介绍和演示物理概念,难度高于美国。据太空授课教案组介绍,太空授课计划一年前就在筹备了,本想神舟九号的时候就进行,但神九升空时间较短而且主要任务是对接任务,所以太空授课计划最终在神十实现。神十太空授课创下了两个第一:中国载人航天工程史上第一次发自太空的授课,中国学生第一次通过直播画面观看来自太空的五个失重实验。

神十太空授课为何挑选这五个实验?主要是从经典、易懂、新颖、观赏性和差异性、学生们的知识储备和兴趣等几个方面去考虑的,在弹簧秤、陀螺、单摆、金刚圈这些教具的协助下,神奇的现象应接不暇。

实验一:打开“箱子”测质量

悬空打坐、大力神功,这两招专属武林高手们的“功夫”,经过三名航天员在太空的演绎,引来了同学们的阵阵喝彩。航天员表演之后给同学们提出了疑问:在地面上,人们一般用天平、台秤等测量物体受到的重力,从而计算物体的质量。那么,失重环境下该如何测质量呢?天宫一号上配备有质量测量仪,这个质量测量仪就是设置在天宫一号舱壁的一个支架形状的装置,看上去像飞船舱壁上的一个箱子。拉开“箱子”后,聂海胜把自己固定在支架一端,王亚平轻轻拉开支架,一放手,支架便在弹簧的作用下回复原位。装置上的LED屏上显示出数字:74.0,这表示聂海胜的实测质量是74千克。在给同学们解释了应用原理之后,王亚平还给同学们布置了一道课后思考题:除了运用牛顿第二定律,还有什么办法可以在失重环境下测量物体的质量呢?

【解读】在地面上,弹簧秤提供的弹力跟重力是平衡的,不同质量的物体挂在弹簧秤上弹簧伸长不一样,即重量是不一样的。在太空,因为微重力环境,两个不同质量的物体在弹簧秤上,两个弹簧指标是平齐的。因为没有重量的概念,弹簧秤就没有读数。天宫一号里的“质量测量仪”,运用了牛顿第二定律,即物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,这一定律在太空和地面都是成立的。据了解,这个原理在航天活动中比较常用。例如,航天器在运行中会耗损,质量会发生变化,就影响轨道控制的精确度。这时,可开启推力器,并同时测量航天器的加速度,从而准确掌握航天器的质量。

实验二:神奇单摆做圆周运动

物理课上常见的实验装置单摆受力后,是左右摇摆还是圆周运动?这个稍有物理常识的人都很容易回答的问题放在太空就变得超乎想象了。在第二个实验中,支架上细绳拴着一颗明黄色的小钢球,这就是物理课上常见的单摆。王亚平把小球轻轻拉升到一定位置放手,小球并没有出现地面上常见的往复摆动,而是停在了半空中,拴小球的细线呈弯曲状静止,将其拉高后,结果并没有发生变化。接下来,王亚平用手指沿切线方向轻推小球,小球就开始绕着支架的轴心做圆周运动,即使中心轴的角度发生改变,小球也仍然做同样的运动。而同样的动作在地面对比试验中,就需要施加足够的力,给小球一个较大的初速度,才能使它绕轴旋转。

【解读】小球单摆是一个经典的运动模型。在地面上小球单摆具有等时性,比如摆钟。在太空中由于小球失重,只剩下一个绳子的拉力,理论上说,单摆上的小球无论放在哪个位置都不会动,小球会飘浮在空中。但在实验中,小球提高到一个位置时,发生了晃动。即在太空中,如果给了小球一点初速度,小球就能在绳子的牵引下做圆周运动,如果摩擦小,这种圆周运动是匀速的。据了解,太空中的一个小动作,甚至呼吸,天宫一号设备的运转都可能造成小球运动。

实验三:陀螺轴向不变向前飞

为了证实高速旋转的陀螺在太空失重条件下的定轴特性,王亚平取出一个红黄相间的陀螺,把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部,陀螺翻滚着飞向远处,轴向也发生了改变,期间,聂海胜也对陀螺进行了干扰。紧接着,王亚平取出一个一模一样的陀螺,通过道具让它旋转起来并悬浮在半空中,这时候再用手轻轻一推,旋转的陀螺只是轻晃一下,并不翻滚,而只是保持着固定的轴向,向前飞去。

【解读】旋转的陀螺体现出很好的定轴性,定轴性遵守角动量守恒原理,即在没有外力矩作用的情况下,物体的角动量会保持恒定。据了解,现实生活中有很多体现,比如子弹从枪膛里出来时高速旋转,这样保持稳定性和准确性。不论在太空还是在地球,都遵守角动量守恒原理。在地面上,陀螺需要支撑物实现转动,而陀螺与支撑物之间的摩擦产生的干扰力矩等因素改变了陀螺的角动量,使其旋转速度逐渐降低,不能很好地保持旋转的方向,最终停下。在太空中,给静止的陀螺一个初速度,就会向前翻转。给正在转动的陀螺一个初速度,轴向几乎不变。据了解,利用角动量守恒定律,可以实现卫星的定向控制。而有些轿车上,就安装了测量车身纵向和横向摆动的陀螺传感器,可以实现车身稳定度的控制。

实验四:“水膜”内嵌入中国结

在水膜实验中,王亚平拿起一个饮用水袋,打开止水夹,水并没有倾泻而出。轻挤水袋,在饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠,略微抖动水袋,水珠便悬浮在半空中。但是甩出的水珠必须用吸水纸迅速收集起来,避免乱飞影响设备安全。接着,她把一个金属圈插入装满饮用水的袋中,慢慢抽出金属圈,便形成了一个漂亮的水膜。轻轻晃动金属圈,水膜也不会破裂,只是偶尔会甩出几颗小水滴。随后,王亚平又往水膜表面贴了一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。

【解读】在地面上,只有经过处理的肥皂水等才能表现比较强的张力特性。因为地面上的液体表面张力无法抗衡地球引力的作用。液体的表面张力,使得液体表面分子有被拉入内部的趋势,导致表面就像一张绷紧的橡皮膜,是促使液体表面收缩的绷紧的力。在太空中,表面张力使水膜似橡皮膜圈在金属环里,并且比地面上形成的水膜更大、存在时间更长。据了解,液体表面张力在航天活动中有重要应用。科学家们制造了表面张力贮箱,利用表面张力推动液体推进剂流动。

实验五:普通水变身“魔法水球”

为了进一步证实液体在太空的表面张力,王亚平用金属圈重新做了一个水膜,然后用饮水袋慢慢向水膜上注水,不一会儿,水膜就变成了一个亮晶晶的大水球,水球中还有一串小气泡。聂海胜取出一支注射器,抽出水球中的小气泡。王亚平用注射器向水球内注入空气,在水球内产生了两个标准的球形气泡,气泡既没有被挤出水球也没有融合到一起,水球也没有爆裂。紧接着,王亚平又用注射器把少许红色液体注入水球,红色液体慢慢扩散开来,透明的水球就变成了粉红色。

【解读】航天员向水膜上不断注入水时,这些水就能够均匀分布在水膜周围逐渐形成水球。太空中去除了重力对物体形态的制约之外,由于分子间的相互作用,液体表面张力很明显,液体的表面积会缩到最小,也就变成了水球。在地面上由于有密度差,如果注入红色液体,扩散会有一个总体的趋势,就像鸡尾酒里的层次分明。但在太空中没有密度差,扩散就

比较均匀。


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