2020年12月9日,即2021年3月23日,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富带来了“天宫课堂”两次课。作为国家重视的科普活动,有趣、有意义的“天宫课堂”成为了很棒的考试素材,尤其适合物理和化学考试。接下来王大师带你来盘点“天宫课堂”里的考点:
考点1. 失重对浮力的影响
重力、浮力都是初中物理重要考点。浮力的本质是物体上下表面的压强差,产生浮力的前提是存在重力。在失重的环境中浮力就会失效,太空中乒乓球因此可以沉入水中,这在地球上是做不到的。
因为重力、浮力的消失,太空中的水油混合后不会有密度分层现象,静止不能将其分离。
考点2. 液体表面张力(分子间引力)
由于重力的影响,地球上的水滴很难拥有较大体积。在太空失重环境下,借助水的表面张力(分子间引力),水滴可以变成一个大水球、水透镜。
因为表面张力,水甚至可以在两个玻璃板之间架起一座“液体桥”。
考点3. 水透镜
透镜成像是初中物理重要考点之一,借助失重和表面张力,空间站里的水能变成“水透镜",十分奇妙。
在2013年的神舟十号上,王亚平就表演过水透镜成像——此时人脸处于两倍焦距外,成倒立缩小的实像。
天宫课堂里,王亚平老师带来了升级版,在水球里加一个气泡,从正面能看到一正一反两个像。
这是因为气泡将水球分割成了两个部分,中间部分是一个凹透镜,外围相当于一个凸透镜。而透过凹透镜成的像是正立缩小的像。
考点4. 冰墩墩与牛顿第一定律
2022北京冬奥会爆红的冰墩墩,在空间站里客串了一下。王亚平老师在天宫课堂中做了一个“太空抛物实验”:将冰墩墩抛出后,冰墩墩几乎是沿直线水平飞向对面的叶光富老师。
牛顿第一定律主要内容:物体总要保持静止或匀速直线运动,除非有一个外力改变它。地面上的物体收到摩擦力影响大,在没有其它力的驱使下很难保持匀速直线运动。但在太空微重力环境下,这个实验变得易如反掌。
考点5. 泡腾片与化学反应
王亚平老师把泡腾片放入加了蓝色色素的水里,做出了一个“地球”。这里面提到的泡腾片,其主要成分为柠檬酸和碳酸氢钠,溶入水后两者会发生化学反应生成二氧化碳。
考点6. “奥运五环”与指示剂
这个实验其实是“天宫课堂”番外篇:在一块镶嵌着五环的透明板三种不同的无色溶液,在王亚平的操作下蓝色、黑色、红色、黄色、绿色奥运五环的颜色依次完美呈现。
其原理是:溴百里酚蓝遇到碱性的碳酸钠溶液,变成环1的蓝色;甲基橙遇到酸性的乙酸溶液,变成环3的红色;甲基橙遇到碱性的碳酸钠溶液,变成环4的黄色;将甲基橙和溴百里酚蓝溶液遇到碳酸钠呈现的黄色+蓝色按照一定比例混合起来,就能呈现出绿色的效果;无色碘化钾和碘酸钾加入乙酸后 ,发生氧化还原反应产生了碘单质,碘单质与之前加入的淀粉相结合,变成了深蓝色,因为颜色比较深,看上去像黑色的效果。
模糊考点. 太空冰雪与过饱和乙酸钠结晶
一个悬浮在空间站的“水球”,被亚平老师轻轻一点,瞬间解“水球结冰”变“冰球”,而且明显发烫。
很多人说这是“凝固”,这是不对的。关于过饱和乙酸钠溶液结晶原理,可以点此了解:天宫课堂 | 让王亚平老师差点“翻车”的太空冰雪实验。
可以与“天宫课堂”结合的物理、化学题还有很多,这里列出的只是个人认可的6个主要知识点。
第1课 视频
第2课 视频