作者簡(jiǎn)介：卯升彩，高級(jí)教師，“云南省初中物理劉永明名師工作坊”優(yōu)秀坊員、昭通一中鳳池分校物理教研組組長(zhǎng)、昭通學(xué)院外聘教師。多次擔(dān)任昭通市中考閱卷組副組長(zhǎng)，多次承擔(dān)昭通市學(xué)業(yè)水平考試命題、審題工作，多次擔(dān)任昭通市“一師一優(yōu)課”評(píng)委，昭通市教師資格面試官，曾參與昭通市物理實(shí)驗(yàn)考查命題工作。

2021年12月9日15時(shí)40分，神舟十三號(hào)航天員乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國(guó)空間站進(jìn)行了太空授課，“天宮課堂”第一課開(kāi)講。2022年3月23日15時(shí)40分，“天宮課堂”第二次授課，中央廣播電視總臺(tái)面向全球進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播。在授課過(guò)程中，3名航天員通過(guò)許多奇妙的物理實(shí)驗(yàn)，回答了同學(xué)們提出的問(wèn)題。

教育部對(duì)試題命制要求：注重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生理想信念、愛(ài)國(guó)主義、品德修養(yǎng)、知識(shí)見(jiàn)識(shí)、奮斗精神和綜合素質(zhì)等方面的考察，促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展。2022年中考物理試題除了會(huì)把東京奧運(yùn)會(huì)、北京冬奧會(huì)中涉及到的物理知識(shí)納入以外，“天宮課堂”估計(jì)也會(huì)涉及。

當(dāng)中考物理與“天宮課堂”相遇，會(huì)碰出什么火花呢？

一、對(duì)失重的理解

在空間站中，王亞平的頭發(fā)不像在地面上一樣長(zhǎng)發(fā)飄飄，皮膚會(huì)往上提，血液往上移動(dòng)，熱淚只能盈眶而不會(huì)下落，這是失重導(dǎo)致的，這些現(xiàn)象讓同學(xué)們認(rèn)為在空間站中物體不受重力作用的影響。在“天宮課堂”第二次授課中，播放了書放在秤上自由下落的視頻，發(fā)現(xiàn)秤的示數(shù)為零。可見(jiàn)，處于失重狀態(tài)的物體仍然受到重力作用，所以失重其實(shí)是支撐物對(duì)物體支持力減小消失的現(xiàn)象。

二、失重環(huán)境下液體壓力、壓強(qiáng)的變化

1.在地球上由于液體受到重力作用，并且液體具有流動(dòng)性，所以液體內(nèi)部各個(gè)方向都具有壓強(qiáng)（壓力），但是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)老師把側(cè)面扎有孔的瓶子裝水后作自由下落運(yùn)動(dòng)時(shí)，視頻中水沒(méi)有從側(cè)面噴出，說(shuō)明完全失重時(shí)液體內(nèi)部沒(méi)有壓強(qiáng)（壓力）。

2.浮力消失：在“天宮課堂”第一次授課中，王亞平把乒乓球壓入水中，乒乓球沒(méi)有浮起來(lái)，說(shuō)明乒乓球不受浮力作用。究其原因，失重時(shí)液體內(nèi)部沒(méi)有壓強(qiáng)（壓力），乒乓球在水中就不會(huì)受到水的壓力作用，浸在水中的物體上、下表面就不存在壓力差，浮力消失了。做完實(shí)驗(yàn)，王亞平把裝有水的水瓶傳給葉光富，水瓶在空中旋轉(zhuǎn)著飄過(guò)去，水沒(méi)有流出，是因?yàn)樗畬?duì)各個(gè)方向沒(méi)有壓力的原因；后來(lái)，王亞平把泡騰片放入水球中，可看到水球內(nèi)不斷地產(chǎn)生氣泡，氣泡卻由于不受浮力作用而沒(méi)有上浮離開(kāi)水球。在“天宮課堂”第二次授課中的水、油無(wú)法分離，也是浮力消失的原因。

三、失重環(huán)境下的行走難題

在“天宮課堂”第一次授課中，葉光富無(wú)法像在地面上一樣行走，是因?yàn)樵谑е丨h(huán)境下，人對(duì)地面沒(méi)有壓力，也不會(huì)受到地面的摩擦力的作用。摩擦力產(chǎn)生的條件中有一條是：物體相互接觸并有擠壓。至于無(wú)法轉(zhuǎn)身以及快速旋轉(zhuǎn)右手可以轉(zhuǎn)身，那是初中物理涉及不到的內(nèi)容——角動(dòng)量守恒，我們就不在此討論了。

四、牛頓第一定律

1.在“天宮課堂”第二次授課中，王亞平和葉光富傳冰墩墩時(shí)，忽略空氣阻力，冰墩墩不受力，拋出去的冰墩墩在空中飛行時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)不能驗(yàn)證牛頓第一定律，因?yàn)楸斩杖匀皇艿搅Φ淖饔谩５谝淮问谡n中，葉光富旋轉(zhuǎn)右手實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)身時(shí)，他在空間站中是懸空的，在沒(méi)有外力作用下，根據(jù)牛頓第一定律，他身體的重心位置會(huì)保持不變，也就是說(shuō)無(wú)論他怎么折騰，他身體的重心依然停留在空間中的同一個(gè)位置。因此，葉光富只能懸浮在空中轉(zhuǎn)圈。

2.2021年11月7日18時(shí)51分，航天員翟志剛成功開(kāi)啟天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙出艙艙門，在太空中行走。他沒(méi)有飄離空間站，是因?yàn)樗哂袘T性，出艙是具有和空間站相同的速度，此時(shí)選空間站為參照物，他是靜止的。

五、水球中神奇的像

1.在“天宮課堂”第一次授課中，王亞平在水球中成了一個(gè)倒立的像，這個(gè)像是實(shí)像，此時(shí)的水球相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。后來(lái)，葉光富在水球中注入一定量的空氣，在水球中形成了一個(gè)空氣球。這個(gè)空氣球把水球分割成了兩個(gè)凹透鏡，透過(guò)這個(gè)球，我們看到了神奇的一幕：一正一反兩個(gè)像。我們發(fā)現(xiàn)，正立的像是縮小的，這個(gè)像是凹透鏡成的虛像。

2.在太空中沒(méi)有了不均勻、不穩(wěn)定空氣的折射作用，太空中看到的星星不會(huì)“眨眼睛”。

六、“天宮課堂”中的分子動(dòng)理論

1.在“天宮課堂”第一次授課中，王亞平做了水膜和水球，在失重狀態(tài)下，這是 分子間的引力 ，或者叫分子表面張力的作用使得水能保持一定的形狀，第二次“天宮課堂”授課中“水橋”的形成也是同樣的道理。

2.在“天宮課堂”第一次授課中，王亞平還把紙做的小花放在水球上，小花就“盛開(kāi)”了，那是因?yàn)榧埡退肿娱g存在著引力。

3.把藍(lán)色的顏料加入水球中，很快整個(gè)水球都變成了藍(lán)色，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，王亞平聞到泡騰片產(chǎn)生的香味，說(shuō)明分子在做熱運(yùn)動(dòng) 。

4.在“太空‘冰雪’實(shí)驗(yàn)”中，用沾了結(jié)晶核的毛根觸碰過(guò)飽和乙酸鈉溶液形成的液體球，液體球迅速變成“冰球”。用手摸上去，“冰球”竟然是熱乎乎的，這是因?yàn)槟谭艧岬脑颉?/span>

5.在“液橋”實(shí)驗(yàn)中，兩塊透明板上的水球接觸后合成一個(gè)，說(shuō)明分子間存在 引力 ；然后將兩塊透明板分開(kāi)，中間形成一道長(zhǎng)約10厘米的“液橋”，如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)在地面上完成，“液橋”的長(zhǎng)度會(huì)變短，這是因?yàn)槭艿搅酥亓Φ挠绊憽?/span>

6.在“水油分離”實(shí)驗(yàn)中，王亞平將裝有水和油的瓶子搖晃多次后，水和油均勻地混在了一起，這一現(xiàn)象不能說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)是不需要外力作用的。

七、“天宮課堂”中的信息傳遞

“天宮課堂”的天地對(duì)話，航天員在太空中也能收到郵件，能與家人視頻聊天，這些都是利用電磁波傳遞信息，其傳播的速度為：

當(dāng)然，今年的熱點(diǎn)不只是這些，“天宮課堂”只是其中最為重要的部分，希望同學(xué)們多關(guān)注生活中的物理現(xiàn)象，并動(dòng)手做一些小實(shí)驗(yàn)。

作者：卯升彩