“天宫课堂”开课了（一）

2013年，“神舟十号”航天员王亚平老师在太空中为青春学子们带来了第一场太空授课，通过太空中的质量测量、单摆运动、陀螺运动等实验，向青少年讲解了背后的物理原理，并与地面课堂的学生进行互动。

8年后的12月9日，“天宫课堂”第一课正式开启，“神舟十三号”乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，演示了多个有趣的科学实验，让人感受到了航天科技的魅力。

从本期开始，我们将在地面一一探究“天宫课堂”带给我们的精彩实验！

太空细胞学实验地面对比实验

材料便携式显微镜、样品载玻片。

操作步骤

打开光源开关;

将观测样品放置于物镜处;

先用低倍镜观察，随后调节调焦轮，直到目镜中的视野清晰。

知识背景

细胞，是生物体基本的结构和功能单位。除了病毒，所有生物均由细胞组成。细胞通常由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核组成。

显微镜，是由一个透镜或几个透镜组合构成的一种光学仪器，是人类最伟大的发明物之一。在它发明出来之前，人类对于周围世界的观念仅仅局限于肉眼。

课后延伸

请使用便携显微镜观察洋葱表皮细胞、植物叶片的气孔。

请使用便携显微镜观察盐、植物花粉等生活中的细小颗粒。

太空转身

地面对比实验

材料陀螺。

知识背景

物体的运动有两种基本形式：一种是物体以平行移动的方式进行的運动，叫作平动;另一种则是物体绕着中心点或者转轴发生旋转的运动方式，叫作转动。

平行移动时，物体上每一个点在一定时间内都沿相同的方向前进相同的距离，于是我们就可以用单位时间前进的距离——速度，来衡量物体平动的快慢。

在转动的时候，物体上不同位置单位时间前进的距离并不相同，所以我们没法用速度来衡量旋转的快慢。但是，旋转物体上的每一个点相对于中心或者转轴转过的角度是相同的，于是我们可以用单位时间物体上任意一个点绕中心或转轴转过的角度来衡量物体旋转的快慢，这就是角速度。

平动物体的运动状态可以用它的质量与速度的乘积——动量来表示。力是物体运动状态改变的原因，如果物体不受外力或者合外力为零，那么物体的运动状态就不会发生变化，这就是动量守恒。

与之类似的，转动物体的运动状态可以用转动惯量和角速度的乘积——角动量来表示。如果一个物体不受到外力矩，或者合外力矩为零，那么它的转动状态也不发生变化，此时的角动量也会守恒。

课后延伸

转动惯量由两个因素决定：一是物体的质量，二是物体质量分布距离轴的远近。花滑运动员在旋转过程中，几乎没有外力矩的作用，角动量是不变的。当他把手臂收起来的时候，质量分布靠近中心，转动惯量减小，于是他的旋转速度就会加快;张开双臂时，质量分布远离中心，转动惯量增大，旋转速度就会变慢。

你可以站在公园中随处可见的健身器材“扭腰器”转盘上方，然后向上伸直右臂，小范围地进行画圈，感受一下转盘往哪个方向转动。

浮力实验

地面对比实验

材料大号透明水杯、乒乓球、钢球、水。

操作步骤

在透明水杯中倒入适量水;

将乒乓球和钢球依次放入水杯中，观察现象。

知识背景

浮力，是指浸没在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力。公元前245年，阿基米德发现了浮力原理，浮力的定义式为F浮=G排（物体所受的浮力等于物体下沉静止后排开液体的重力），可用它计算推导出公式F浮=ρ液gV排。同时，液体的浮力公式也适用于气体。

课后延伸

根据浮力原理，潜水艇通过改变自身质量来实现下潜和上浮。潜水艇有多个蓄水舱：下潜时，就往蓄水舱中注水，艇身质量增加，重力将它向下拉;上浮时，就往外排水，艇身质量降低，浮力将它向上托。

1270500511231