人间天上知几许太空授课文字.docx
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人间天上知几许太空授课文字
人间天上知几许
——太空授课文字实录
时间:
2013年6月20日上午10时
地点:
天宫一号实验舱——
中国人民大学附属中学报告厅
授课人:
神舟十号航天员王亚平
太空测量质量
王亚平:
同学们,你们想想看,我们这台质量测量仪用的是什么物理原理呢?
其实就是我们学过的牛顿第二定律。
我们知道,“物体受到的力等于它的质量乘以加速度”。
那如果我们想办法测出力和加速度,就可以算出质量了。
因此,我们设计了一个“弹簧—凸轮”机构,能够产生一个恒定的力,就是刚才把指令长拉回到初始位置的力。
我们还设计了一个光栅测速系统,能够测出刚才身体运动的加速度。
然后根据牛顿第二定律,就可以算出身体的质量了。
怎么样,很巧妙吧!
王亚平:
接下来我想再问同学们一个问题,在太空中除了可以用这种装置测质量外,还能有什么办法测质量呢?
同学们注意看我的操作,来小小地启发大家一下!
这是我刚才展示的弹簧。
现在,我把两个弹簧拉到同一位置,松手,同学们你们看到了吧?
两个物体的振动频率明显不一样。
这一现象与地面上是完全一样的。
那同学们想想看,我们可不可以利用这一现象来设计出一种测质量的方法呢?
这个问题就留给你们来慢慢思考吧。
太空单摆运动
王亚平:
好,开始我们的下一个演示。
同学们看,这是一个支架,这根细绳将小球连接在了支架上,形成了一个我们地面上常见的单摆。
现在,我把它固定到我们的展示平台上。
现在我把小球放到这个位置,同学们想一下,如果此时我松手,小球会出现什么样的现象呢?
噢,它并没有像在地面上一样做往复摆动,那我们把它提高一点,放到这儿,再松手,嗯,它还是没有做往复摆动,这是为什么呢?
因为在太空中小球处于失重状态,没有了回复力,所以不能像在地面上一样做往复摆动。
王亚平:
那如果我们推小球一下,小球又会如何运动呢?
同学们你们看到了吗?
非常的神奇,现在小球竟然在做圆周运动。
好,我们换个方向再来给大家演示一下。
哎,它仍然在做圆周运动,这是因为在太空中,小球处于失重状态,即使我们给小球一个很小的初速度,它也能绕摆轴做圆周运动;但是在地面上却需要一个足够大的初速度才能够实现。
王亚平:
同学们你们可以对比一下地面的单摆运动,它们不一样吧?
好,在开始我们的下一个演示之前,同学们,你们有什么问题吗?
同学:
王老师好,我非常羡慕您能够漂浮在空中给我们讲课,我想知道你们在太空里还有没有上和下的方位感呢?
谢谢。
王亚平:
嗯,这是一个非常有意思的问题,这样吧,让我首先来给大家表演一个杂技。
不过呢要请我们的指令长帮一下忙,先把我转90度。
现在呢,对我来说,这边是上,这边是下。
好,请指令长再把我转90度,现在呢,对于我来说,这边又是上,这边又是下。
好,让指令长把我转回来吧。
同学们你们看到了吧?
在太空中我们自身的感觉,在方位上无所谓上和下的区别,无论头朝向哪个方向,我们自身的感觉都是一样的。
不过在天宫里,为了便于工作和生活,我们也人为地定义了上和下,并且把朝向地球的一侧作为是下方,并铺设了地板。
太空陀螺运动
王亚平:
接下来呢,我给大家展示一个我们小的时候都很喜欢玩的玩具。
同学们,你们知道它是一个什么吗?
同学:
陀螺。
王亚平:
嗯,我相信你们都知道,它是一个陀螺。
我们都知道,高速旋转的陀螺具有很好的定轴性,陀螺这一定轴特性在天上地上是完全一样的,因此有很多设备都是用陀螺组合来定向,那在我们居住的天宫里,也安装了不少的利用陀螺的定轴性原理制作的仪器,用来测量航天器的姿态。
王亚平:
不过接下来我要给大家演示的现象,在地面上可是很难做到的,不过在太空失重环境中就很容易实现。
你们要仔细地看哦!
现在,我把静止的陀螺放在这儿,给它一个干扰力,哎,同学们,你们看到了吧。
现在这个静止的陀螺在翻滚着向前运动,它的轴向发生了很大的改变。
好,把它抓回来。
现在,我要让它旋转起来,把这个旋转的陀螺放到同样的位置,给它同样一个干扰力,这次,它不翻滚了,而是晃动着向前走。
王亚平:
好,把它再抓回来。
我们这里还有一个陀螺,它们俩是一样的。
为了让同学们看得更清楚一些,接下来我要把它们俩放到一起,一个静止,一个转动,给它们同样的干扰力,首先我们让其中的一个转起来,把它放到上面,把这个静止的陀螺放到下面,给它们同样的干扰力。
非常的有意思,现在静止的陀螺翻滚着向前移动,而旋转的陀螺虽然是晃动但是轴向基本没有改变。
太空制作水膜
王亚平:
刚才我们给大家演示了一些物体运动的现象,接下来呢,我要给大家演示一些与水有关的有趣现象。
同学们看,这是一个我们在太空中喝水用的饮水袋,这里有一个止水架,现在我把它打开,如果在地面,此时水肯定是会流下来的。
但是,在太空中失重环境下,水是不会自己流出来的。
我想,如果诗人李白在天宫中生活,大概他就写不出“飞流直下三千尺”的诗句了。
因为在失重状态下,根本就不可能会“飞流直下”。
接下来我要挤出一个水滴。
同学们,你们看到这个可爱的、漂亮的小水滴,有没有想到“晶莹剔透”这个词呢?
我真想多做几个,把它们串成一串水晶项链,送给你们。
为了避免它到处乱飞,我要用独特的方法来收集它。
正好可以润润嗓子。
(王亚平张嘴把漂浮在空中的水滴吃了进去,这个奇妙的画面引起地面课堂上学生的一阵惊叹。
)
王亚平:
同学们看,这是一个金属圈,这是我们喝的普通水,那么我能用它们做出什么来呢?
大家睁大眼睛注意看哦。
首先把水袋打开,把金属圈慢慢地放到水袋里,轻轻地拉出来。
同学们,见证奇迹的时刻就要到了。
(鼓掌)
王亚平:
我做成了一个漂亮的水膜。
看来在失重状态下,普通水也可以形成这么大的一个水膜,这在地面上可是很难做到的,因为在地面上有重力的影响,所以水膜一出水,就容易破裂,而在太空中,由于处于失重状态,水的表面张力就会“大显神威”,所以就能轻松地形成水膜。
那这个水膜结实吗?
我们来验证一下。
现在轻轻地晃动它,同学们看到了,即使我来回地摇晃它,它也不会轻易地破裂。
(地面课堂响起掌声)而是甩出来一些小水滴,不过这个小水滴我们要用吸水纸将它给收集走,避免它们到处乱飞影响我们的设备安全。
王亚平:
接下来我要试着把一个中国结贴到水膜的表面,看它能否承住这个中国结。
好,现在把中国结轻轻地贴到水膜的表面。
哎,贴上了!
(地面课堂响起掌声)现在中国结已经被贴附到了水膜的表面,看来这个水膜还是足够结实的!
太空制作水球
王亚平:
在太空中,由于处于失重状态,我们见到了很多地面很难见到的景象。
接下来还有更神奇的,你们想看吗?
同学:
想!
王亚平:
让我们来试一下。
首先,我们还是重新做一个水膜。
那如果我们往水膜上加水它会出现什么样的变化呢?
现在,我们一点点地往水膜上加水。
王亚平:
好,现在水膜在一点一点地变厚。
王亚平:
好,现在水膜已经变成了一个亮晶晶的大水球。
那同学们,在地面上你们能够做到吗?
(笑声)同学们,现在你们可以看到,水球的中间有很多小气泡,你们知道这是为什么吗?
对了,因为在我们刚才注水用的饮水袋中本身就存在着很多小气泡,现在我们把这些小气泡抽出来。
王亚平:
你们看,这个水球像不像是一个透镜,透过它,你们还可以看到我的倒影呢。
(地面课堂响起掌声)
王亚平:
现在我要用注射器往水球中间注一个气泡。
气泡破了,没关系,我们再重新注一个。
王亚平:
好。
(地面课堂响起掌声)哎,这两个气泡并没有融合到一起,而是单独地存在着,看来不一样的环境会有不一样的现象哦。
现在,我们要把气泡抽出来。
王亚平:
刚才我们是把气注射到了水球中,接下来,我要把带颜色的液体注入到水球中,看看又会出现什么样的现象。
同学们看,这里面装的是红色的液体,现在我就把它慢慢地注入到水球中。
王亚平:
同学们,你们看到了吗?
现在红色的液体在水球中慢慢地散开了。
好,非常非常的漂亮。
现在,透明的水球已经变成了一个红色的水球。
好,让我们摄像师的镜头多停留一会儿,我们多欣赏一下这美妙的景象。
(聂海胜用吸水纸把水球吸走。
)
天地奇妙问答
同学:
刚才的水实验我感觉非常有趣,我还想知道这些实验用水是您们从地面带上去的,还有就是天宫的生活用水,可以循环使用吗?
王亚平:
嗯,这个问题呢,我想请我的指令长来给你回答吧。
聂海胜:
我们天宫一号上使用的水都是从地面上带上来的。
在太空,资源的循环利用非常重要和有价值。
这需要有先进的技术和庞大的设备,因此在短期飞行当中,一次性用水更经济。
我国的空间站将采用先进的资源再生和循环利用技术,在天宫一号里,我们也进行了部分相关关键技术的验证实验,我国科研人员将把中国的空间站建设成为运行高效、节约的空间站,谢谢。
同学:
亚平老师,您在太空中能看到太空垃圾吗?
天宫一号是否有应对太空垃圾的防护措施呢?
王亚平:
嗯,在我们飞行的这几天,我们还没有看到太空垃圾。
不过事实上,太空垃圾确实是存在的,虽然它与航天器相撞的几率很小,但是数量却不少,而且一旦与航天器相撞,后果将不堪设想。
因此,在发射前,我们就对太空垃圾进行了预警分析,也对我们的天宫一号进行了相应的规避和防护措施,确保航天员的安全,谢谢。
同学:
航天员老师您好,我想问您一个问题,就是您在太空中需要生活很长时间,那么您采取了哪些措施来应对失重环境对身体带来的不利影响?
王亚平:
嗯,这个问题呢,还是请指令长来给你回答吧。
聂海胜:
在太空,航天员会遇到失重、噪声、狭小环境等不利因素的影响。
失重会造成人体心血管失调、肌肉萎缩等,为了有效地对抗失重,我们通常采用体育锻炼、药物和体液重新分布等办法来进行保护。
这次我们也从地面上带来了很多设备,例如企鹅服、套袋、拉力器、自行车动量计等。
我们现在上课的这个小讲台,就是由一个自行车动量计改造的,等一会儿上完课之后,我们把它马上组装成为一个太空锻炼的自行车,谢谢。
同学:
王老师,您好,请问您看到的窗外的景色和地面上看到的有什么不同吗?
能看到UFO吗?
星星还会闪烁吗?
王亚平:
透过舷窗,我们可以看到美丽的地球,还可以看到日月星辰,但是到目前为止我还没有看到UFO。
由于我们处于大气层之外,没有了大气的阻挡和干扰,所以我们看到的星星是格外的明亮,但是看到的星星就不会闪烁了。
同样,由于没有了大气对光的散射作用,我们看到的天空不是蓝色的而是深邃的黑色。
另外呢,我要告诉你们一个很奇妙的现象,就是现在我们每天都可以看到16次日出,因为我们每90分钟就可以绕地球一圈。
许多MM在减肥的过程中困难重重,用尽方法却瘦不下来,其实只有在数不清的技巧,推敲中找到属于跟适合自己的最佳方式,才能在健康的瘦身道路上走下去,下面一些瘦身的小技巧,一定可以帮到你!
1、慢慢吃
我们都曾在美味佳肴面前狼吞虎咽。
等你发现自己吃撑的时候,已经为时太晚了。
然而当发现自己因为吃得太撑感到不适时总是为时已晚。
这是因为,我们的大脑需要大概20分钟,才能接收到“已经吃饱了”的讯息。
营养学专家WesleyDelbridge表示。
“在吃第二碗饭前,不妨先喝上一杯水,等个十几分钟。
”他说,“让你的大脑告诉你,你是否已经吃饱了。
“
2、切碎你的食物
不论是享用牛腩、三文鱼、面包圈还是鸡蛋卷,在食用之间都可以尝试把这些食物切成碎片。
近期,美国亚利桑那州立大学的研究表明,被给予切好的面包圈的参与者,比直接食用完整面包圈的参与者,在试验中吃的要少得多。
在20分钟后的免费午餐招待中,那些吃面包圈切片的参与者仍然吃的比较少。
研究人员表示,预先切好食物能使食用过程中的每一次咀嚼都更加舒适,因此能够一定程度上实现对饮食量的掌控。
3、饭后刷牙、剔牙
“一旦结束午餐或晚餐,应当立刻使用牙刷或者牙线。
”匹兹堡NutritionCheckUp的营养学家HeatherMangieri如此建议道。
当你感到牙齿清洁、口气清新时,你就不会再没心没肺的呆在厨房吃个不停了。
久坐族常常都有恼人的“游泳圈”,不仅仅影响美观,还很难减,这可怎么办呢?
来看看小编推荐的10个最佳的瘦腰运动吧!
总有适合你的一种,还等什么?
赶紧动起来吧!
1、简易坐扭转
这个体式可以很好的帮你拉伸脊柱并消除背痛,然后帮你按摩腹部减少腰部的赘肉,来促进消化器官的蠕动。
盘腿坐在一块折叠的毛毯上,骨盆水平,挺直腰背。
吸气向上拉长脊柱,随着呼气的时候拉伸着向右后方转,左手放在右大腿上,右手放在身后毛毯边缘,保持30秒,然后收回。
相反方向重复同样的动作。
2、半鱼王
这个扭转可以很好的作用在腹部区域,把横膈膜及腹腔带进行一个强烈的扭转,它的扭转力度会非常强大,帮助收紧腰腹肌肉。
这是一个更为高级的扭转体式。
我们需要让一腿折叠在下方,让脚掌竖着立在地面上,上面的脚跨过来放在膝盖的外侧,脚尖和膝盖在一条线上,上面腿应该是垂直的。
可以把臀部下面垫上一个毯子,以防骨盆不会向后部倒,使背能向上立起来,随着呼气的时候转,同样吸气拉伸脊柱,呼气把中背部推入体内,增加扭转。
快速瘦腰一:
“椅子运动”像是坐在椅子上那样,双手做扶扶手的姿势,后背靠在椅背上,注意其实没有椅子,只是自己想象着坐在椅子上。
之后身体慢慢下蹲,感觉屁屁真的坐在椅子上一样。
在做这个动作时腰部要用力,脚的位置不动,让大腿来承受身体的重量。
3、自行车运动
身体平躺在地板上,双手放于脑后,左腿膝盖弯曲并尽量向胸部靠近,右手肘向左腿膝盖靠近,右侧肩榜随之抬起。
之后换另一侧重复进行这个动作。
4、交错腿运动
身体平躺在地板上,双腿交叉,双手抱头,之后交叉的双腿慢慢抬起,尽量向上抬,使双腿与地面呈直角,头部也随之慢慢抬起。
当抬到最高点时停顿呼吸一次,之后重复进行这个动作。
5、健身球运动
让自己躺在健身球上,使下背部接触健身球,双手交叉放于胸部,也可以抱头。
腰部用力抬起上身,使身体离开健身球,注意保持平衡。
之后再躺下来,重复进行这个动作,像在健身球上做仰卧起坐一样,对于瘦腰腹很有效果。
6、蜘蛛侠式
这款动作可以运用到腹肌上的全部肌肉,也能兼顾到小腿、大腿、胸部、背部、手臂、肩膀的肌肉。
先是俯卧撑的姿势,手臂要伸直,保持手肘和肩膀在同一条直线上,从侧面向前提拉右腿,如图中的方式,让膝盖尽量靠向右臂手肘,到极限的位置时再放下腿;之后换左腿,提拉再伸直,循环反复,两侧各15个算一组。
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