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任务一 回顾“天宫课堂”:解析太空实验的科学密码
重温“天宫课堂”经典实验,梳理微重力环境下的科学现象与原理,完成表格。
|“天宫课堂”实验名称|太空实验现象|科学原理|与地球实验的差异原因|
|----|----|----|----|
|水球成像| |
| |
|大尺寸“液桥”| | | |
|油水分融| | | |
任务二 化身“太空实验设计师”:创作能登上“天宫课堂”的实验
参照“天宫课堂”的风格,设计一个微重力环境下的创意实验,需体现跨学科知识融合。
|实验课题| |
|----|----|
|实验原理| |
|实验器材|
|
|实验步骤| |
|实验创新点| |
任务三 我的太空实验思考
1. 我设计的实验,在太空和地球上的现象有什么不一样?为什么会这样?
2. 实践感悟:。
【拓展任务】围绕我国在探月工程、空间站建设、火星探测等方面取得的成果,出一期宣传栏或黑板报。
实践寄语
从地球到太空,一个小实验就能让科学“变魔法”。愿你带着这份对太空的好奇,在知识里“失重”,在探索中“升空”——说不定未来的“天宫课堂”,真的会用上你设计的实验哦!
重温“天宫课堂”经典实验,梳理微重力环境下的科学现象与原理,完成表格。
|“天宫课堂”实验名称|太空实验现象|科学原理|与地球实验的差异原因|
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|水球成像| |
| ||大尺寸“液桥”| | | |
|油水分融| | | |
任务二 化身“太空实验设计师”:创作能登上“天宫课堂”的实验
参照“天宫课堂”的风格,设计一个微重力环境下的创意实验,需体现跨学科知识融合。
|实验课题| |
|----|----|
|实验原理| |
|实验器材|
||实验步骤| |
|实验创新点| |
任务三 我的太空实验思考
1. 我设计的实验,在太空和地球上的现象有什么不一样?为什么会这样?
2. 实践感悟:。
【拓展任务】围绕我国在探月工程、空间站建设、火星探测等方面取得的成果,出一期宣传栏或黑板报。
实践寄语
从地球到太空,一个小实验就能让科学“变魔法”。愿你带着这份对太空的好奇,在知识里“失重”,在探索中“升空”——说不定未来的“天宫课堂”,真的会用上你设计的实验哦!
答案
解：
任务一：
|“天宫课堂”实验名称|太空实验现象|科学原理|与地球实验的差异原因|
|----|----|----|----|
|水球成像|水球呈球形，相当于凸透镜，能成倒立实像；注入气泡后，同时出现倒立实像和正立缩小虚像|光的折射，凸透镜成像规律|太空微重力，水在表面张力作用下形成规则球形，无重力导致的水变形；地球重力使水球易变形，无法稳定形成规则凸透镜|
|大尺寸“液桥”|两块玻璃板间的水形成较长液桥，连接两板不断裂|液体的表面张力|地球重力大，液桥受自身重力易断裂；太空微重力下，表面张力主导，可形成长液桥|
|油水分融|油和水混合后不会分层，形成均匀混合液|分子间存在引力，微重力下浮力消失|地球重力下，油和水因密度不同，受重力和浮力作用分层；太空微重力，浮力消失，分子引力使二者混合均匀|
任务二：
|实验课题|微重力环境下的彩色液桥实验|
|----|----|
|实验原理|1. 液体表面张力使液体形成液桥；2. 色素在液体中的扩散现象；3. 色彩混合原理|
|实验器材|透明塑料板2块、清水、红、蓝、黄食用色素、滴管|
|实验步骤|1. 在两块透明塑料板上各滴1滴清水，形成水膜；2. 缓慢靠近两板，使水膜接触形成液桥；3. 用滴管在液桥两端分别滴加红、蓝、黄色素，观察色素扩散和颜色变化；4. 记录现象并与地球环境下的实验对比|
|实验创新点|融合物理（表面张力、扩散）、化学（色素溶解）、美术（色彩混合）知识，对比太空与地球现象，直观体现微重力的影响|
任务三：
1. 太空现象：液桥更长，色素在液桥中均匀扩散，无分层；地球现象：液桥短，易断裂，色素因重力向下扩散，分布不均。原因：太空微重力，重力影响可忽略，表面张力主导液桥形成，扩散不受重力干扰；地球重力大，液桥受重力易断裂，色素受重力作用向下运动，分布不均。
2. 实践感悟：通过设计太空实验，我感受到微重力环境下的科学现象充满魅力，跨学科知识的融合能让实验更有趣，未来要努力学习物理等知识，关注航天事业，探索更多太空奥秘。
任务一：
|“天宫课堂”实验名称|太空实验现象|科学原理|与地球实验的差异原因|
|----|----|----|----|
|水球成像|水球呈球形，相当于凸透镜，能成倒立实像；注入气泡后，同时出现倒立实像和正立缩小虚像|光的折射，凸透镜成像规律|太空微重力，水在表面张力作用下形成规则球形，无重力导致的水变形；地球重力使水球易变形，无法稳定形成规则凸透镜|
|大尺寸“液桥”|两块玻璃板间的水形成较长液桥，连接两板不断裂|液体的表面张力|地球重力大，液桥受自身重力易断裂；太空微重力下，表面张力主导，可形成长液桥|
|油水分融|油和水混合后不会分层，形成均匀混合液|分子间存在引力，微重力下浮力消失|地球重力下，油和水因密度不同，受重力和浮力作用分层；太空微重力，浮力消失，分子引力使二者混合均匀|
任务二：
|实验课题|微重力环境下的彩色液桥实验|
|----|----|
|实验原理|1. 液体表面张力使液体形成液桥；2. 色素在液体中的扩散现象；3. 色彩混合原理|
|实验器材|透明塑料板2块、清水、红、蓝、黄食用色素、滴管|
|实验步骤|1. 在两块透明塑料板上各滴1滴清水，形成水膜；2. 缓慢靠近两板，使水膜接触形成液桥；3. 用滴管在液桥两端分别滴加红、蓝、黄色素，观察色素扩散和颜色变化；4. 记录现象并与地球环境下的实验对比|
|实验创新点|融合物理（表面张力、扩散）、化学（色素溶解）、美术（色彩混合）知识，对比太空与地球现象，直观体现微重力的影响|
任务三：
1. 太空现象：液桥更长，色素在液桥中均匀扩散，无分层；地球现象：液桥短，易断裂，色素因重力向下扩散，分布不均。原因：太空微重力，重力影响可忽略，表面张力主导液桥形成，扩散不受重力干扰；地球重力大，液桥受重力易断裂，色素受重力作用向下运动，分布不均。
2. 实践感悟：通过设计太空实验，我感受到微重力环境下的科学现象充满魅力，跨学科知识的融合能让实验更有趣，未来要努力学习物理等知识，关注航天事业，探索更多太空奥秘。
解析
【分析】
本题需分三个任务完成：任务一要回顾“天宫课堂”三个经典实验，结合微重力环境特点，梳理各实验的太空现象、科学原理及与地球实验的差异，核心是利用物理知识解释微重力下的特殊现象；任务二需设计跨学科的太空创意实验，要融合多学科知识，明确实验的原理、器材、步骤及创新点；任务三要分析设计的实验在太空与地球的现象差异及原因，最后完成实践感悟，整体需结合物理原理和航天知识，注重理论联系实际。
【解析】
任务一：
|“天宫课堂”实验名称|太空实验现象|科学原理|与地球实验的差异原因|
|----|----|----|----|
|水球成像|水球呈球形，相当于凸透镜，能成倒立实像；注入气泡后，同时出现倒立实像和正立缩小虚像|光的折射，凸透镜成像规律|太空微重力，水在表面张力作用下形成规则球形，无重力导致的水变形；地球重力使水球易变形，无法稳定形成规则凸透镜|
|大尺寸“液桥”|两块玻璃板间的水形成较长液桥，连接两板不断裂|液体的表面张力|地球重力大，液桥受自身重力易断裂；太空微重力下，表面张力主导，可形成长液桥|
|油水分融|油和水混合后不会分层，形成均匀混合液|分子间存在引力，微重力下浮力消失|地球重力下，油和水因密度不同，受重力和浮力作用分层；太空微重力，浮力消失，分子引力使二者混合均匀|
任务二：
|实验课题|微重力环境下的彩色液桥实验|
|----|----|
|实验原理|1. 液体表面张力使液体形成液桥；2. 色素在液体中的扩散现象；3. 色彩混合原理|
|实验器材|透明塑料板2块、清水、红、蓝、黄食用色素、滴管|
|实验步骤|1. 在两块透明塑料板上各滴1滴清水，形成水膜；2. 缓慢靠近两板，使水膜接触形成液桥；3. 用滴管在液桥两端分别滴加红、蓝、黄色素，观察色素扩散和颜色变化；4. 记录现象并与地球环境下的实验对比|
|实验创新点|融合物理（表面张力、扩散）、化学（色素溶解）、美术（色彩混合）知识，对比太空与地球现象，直观体现微重力的影响|
任务三：
1. 太空现象：液桥更长，色素在液桥中均匀扩散，无分层；地球现象：液桥短，易断裂，色素因重力向下扩散，分布不均。原因：太空微重力，重力影响可忽略，表面张力主导液桥形成，扩散不受重力干扰；地球重力大，液桥受重力易断裂，色素受重力作用向下运动，分布不均。
2. 实践感悟：通过设计太空实验，我感受到微重力环境下的科学现象充满魅力，跨学科知识的融合能让实验更有趣，未来要努力学习物理等知识，关注航天事业，探索更多太空奥秘。
【答案】
任务一、二、三的解答如上解析内容，具体见上述表格及问题解答。
【知识点】
光的折射、液体表面张力、跨学科实践
【点评】
本题结合“天宫课堂”热点，将物理知识与航天科技、跨学科探究相结合，既考查学生对基础物理原理的掌握，又锻炼学生的创新设计与科学思维，体现了理论联系实际的学习要求，引导学生关注航天事业与科学探究。
【难度系数】
0.6
本题需分三个任务完成：任务一要回顾“天宫课堂”三个经典实验，结合微重力环境特点，梳理各实验的太空现象、科学原理及与地球实验的差异，核心是利用物理知识解释微重力下的特殊现象；任务二需设计跨学科的太空创意实验，要融合多学科知识，明确实验的原理、器材、步骤及创新点；任务三要分析设计的实验在太空与地球的现象差异及原因，最后完成实践感悟，整体需结合物理原理和航天知识，注重理论联系实际。
【解析】
任务一：
|“天宫课堂”实验名称|太空实验现象|科学原理|与地球实验的差异原因|
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|水球成像|水球呈球形，相当于凸透镜，能成倒立实像；注入气泡后，同时出现倒立实像和正立缩小虚像|光的折射，凸透镜成像规律|太空微重力，水在表面张力作用下形成规则球形，无重力导致的水变形；地球重力使水球易变形，无法稳定形成规则凸透镜|
|大尺寸“液桥”|两块玻璃板间的水形成较长液桥，连接两板不断裂|液体的表面张力|地球重力大，液桥受自身重力易断裂；太空微重力下，表面张力主导，可形成长液桥|
|油水分融|油和水混合后不会分层，形成均匀混合液|分子间存在引力，微重力下浮力消失|地球重力下，油和水因密度不同，受重力和浮力作用分层；太空微重力，浮力消失，分子引力使二者混合均匀|
任务二：
|实验课题|微重力环境下的彩色液桥实验|
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|实验原理|1. 液体表面张力使液体形成液桥；2. 色素在液体中的扩散现象；3. 色彩混合原理|
|实验器材|透明塑料板2块、清水、红、蓝、黄食用色素、滴管|
|实验步骤|1. 在两块透明塑料板上各滴1滴清水，形成水膜；2. 缓慢靠近两板，使水膜接触形成液桥；3. 用滴管在液桥两端分别滴加红、蓝、黄色素，观察色素扩散和颜色变化；4. 记录现象并与地球环境下的实验对比|
|实验创新点|融合物理（表面张力、扩散）、化学（色素溶解）、美术（色彩混合）知识，对比太空与地球现象，直观体现微重力的影响|
任务三：
1. 太空现象：液桥更长，色素在液桥中均匀扩散，无分层；地球现象：液桥短，易断裂，色素因重力向下扩散，分布不均。原因：太空微重力，重力影响可忽略，表面张力主导液桥形成，扩散不受重力干扰；地球重力大，液桥受重力易断裂，色素受重力作用向下运动，分布不均。
2. 实践感悟：通过设计太空实验，我感受到微重力环境下的科学现象充满魅力，跨学科知识的融合能让实验更有趣，未来要努力学习物理等知识，关注航天事业，探索更多太空奥秘。
【答案】
任务一、二、三的解答如上解析内容，具体见上述表格及问题解答。
【知识点】
光的折射、液体表面张力、跨学科实践
【点评】
本题结合“天宫课堂”热点，将物理知识与航天科技、跨学科探究相结合，既考查学生对基础物理原理的掌握，又锻炼学生的创新设计与科学思维，体现了理论联系实际的学习要求，引导学生关注航天事业与科学探究。
【难度系数】
0.6
