神十首次首次太空授课：王亚平“玩水球”(组图)

6月20日10时许，我国首次太空授课开始。神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验，展示失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。这是在中国人民大学附属中学太空授课地面课堂，同学们举手向航天员

6月20日10时许，我国首次太空授课开始。神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验，展示失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。这是在中国人民大学附属中学太空授课地面课堂，同学们举手向航天员王亚平提问。

中国首次太空授课活动20日上午成功举行，神舟十号航天员在天宫一号展示了失重环境下的物理现象。

太空授课的主讲人为女航天员王亚平。聂海胜辅助授课，张晓光担任摄像师。

在大约40分钟的授课中，航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验，展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。他们讲解了实验背后的物理原理，并通过视频通话与地面课堂师生进行互动交流。

地面课堂设在位于北京市海淀区的中国人民大学附属中学。包括少数民族学生、进城务工人员随迁子女及港澳台地区学生代表在内的330余名中小学生参加了地面课堂活动，全国8万余所中学6000余万名师生通过电视直播同步收看。

这次太空授课活动由中国载人航天工程办公室、教育部、中国科协共同主办。有关专家说，太空授课活动是我国载人航天飞行中首次开展的教育类应用任务，体现了载人航天工程直接为国民教育服务的理念，必将进一步激发广大青少年崇尚科学、热爱航天、探索未知的热情与梦想。

神十太空授课侧记：五个实验领略奇妙太空世界

　这是中国最高的讲台——在远离地面300多千米的天宫一号，神舟十号航天员聂海胜、张晓光、王亚平为全国青少年带来神奇的太空一课。

　　这是中国最大的课堂——从首都北京到祖国四面八方，8万多所中学、数千万名师生通过广播、电视和网络直播，共同收听收看航天员太空授课，一同领略奇妙的太空世界。

　　6月20日上午，中新网记者来到设在中国人民大学附属中学的太空授课地面课堂，与300余名中小学生一起，现场聆听航天员老师讲课。

　　序曲：来自太空的问候

　　10时许，北京市101中学物理教师史艺和人大附中物理教师宓奇登上讲台。简短的开场白之后，两位老师为同学们播放了一段精心剪辑的电视短片——《航天员在太空的衣食住行》。尽管同学们早已从科普读物和影视作品中了解到失重环境的奇妙，可是从大屏幕上看到神舟十号航天员像鱼儿一样自由游弋，仍不时发出阵阵低语和清脆的笑声。

　　10时11分，北京航天飞行控制中心报告，已建立与航天员的双向通信链路。神舟十号航天员的身影清晰呈现在大屏幕上，他们身着蓝色舱内工作服，面带微笑向地面课堂的同学们挥手致意：“同学们，你们好！”

　　“我是王亚平，本次授课由我来主讲。”航天员王亚平轻点脚尖，向天宫一号舱内摄像机镜头缓缓飞来。为了备好课，这位“主讲”可没少下功夫，不仅精心准备了授课内容，向专业教师虚心请教讲课技巧，还对个人形象进行了精心设计——扎起了秀气的马尾辫。只不过，在失重环境下，精心梳理的马尾辫变成了蓬松的“毽子”，惹得同学们笑作一团。

　　“大家好！我是聂海胜，担任本次飞行任务的指令长。”指令长屈尊当起了“助教”，负责配合“主讲”管理教具，维护课堂秩序。由于天宫一号是精密的飞行器，航天员们的授课活动必须小心进行，既不能动作幅度太大、干扰到正常飞行，还要当心漂浮的实验器材、液滴影响到航天器安全。

　　“大家好！我是张晓光，本次太空授课任务，我担任摄像师。”在失重环境下，保持自身平衡并不容易。张晓光要先用束缚带把自己固定在舱壁上，再用手持摄像机保持长时间稳定拍摄，才能把太空授课的精彩图像传回地面课堂。

　　实验一：质量测量演示——

　　没有了重量，是否意味着失去质量？

　　3位航天员老师“站”稳后，先给同学们露了几手“功夫”——“悬空打坐”、“大力神功”。在失重环境下，航天员们都成了“武林高手”，博得同学们阵阵喝彩。

　　航天员的表演给同学们带来了疑问：在地面上，人们一般用天平、台秤、托盘秤、杆秤、弹簧秤测量物体受到的重力，从而计算物体的质量。那么，失重环境下怎样测质量呢？

　　航天员老师用天宫一号上的质量测量仪现身说法。他们从天宫一号的舱壁上打开一个支架形状的装置，航天员聂海胜把自己固定在支架一端，王亚平轻轻拉开支架，一放手，支架便在弹簧的作用下回复原位。装置上的LED屏上显示出数字：74.0，这表示聂海胜的实测质量是74千克。

　　王亚平向同学们解释道，天宫中的质量测量仪，应用的物理学原理是牛顿第二运动定律：F(力)=m(质量)×a(加速度)。质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，计算出加速度(a=v／t)，就能够计算出物体的质量(m=F／a)。

　　认真的王老师还给同学们布置了一道课后思考题：除了运用牛顿第二定律，还有什么办法可以在失重环境下测量物体的质量？

6月20日上午10时许，神舟十号航天员进行中国首次太空授课，女航天员王亚平担任主讲，成为中国首位“太空教师”。图为王亚平做“小球实验”。（视频截图）

　　实验二：单摆运动演示——

　　太空中的机械钟表走得更准还是静止不动？

　　演示完质量测量，航天员们又取出一个物理课上常见的实验装置——单摆。

　　T型支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。王亚平把小球轻轻拉升到一定位置放手，小球并没有出现地面上常见的往复摆动，而是停在了半空中。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，奇妙的现象出现了，小球开始绕着T型支架的轴心做圆周运动——而在地面对比试验中，需要施加足够的力，给小球一个较大的初速度，才能使它绕轴旋转。

　　太空实验趣味无穷，地面课堂的学生们也不失时机地向航天员提出他们关心的问题。人大附中早培班学生徐海博举手提问：“航天员老师，您在太空中有没有上下方位感？”

　　为了回答同学的提问，航天员王亚平在聂海胜的帮助下表演了一套“杂技”动作，分别进行了悬空横卧和倒立。看到航天员老师的精彩表演，同学们兴奋地鼓起掌来。

　　实际上，航天员在太空中无所谓上和下的方位区别。不过，为了便于工作生活，航天员们为天宫一号人为定义了上和下，把朝向地球的一侧定义为下，并专门在“下方”铺设了地板。
 

6月20日上午10时许，神舟十号航天员进行中国首次太空授课，女航天员王亚平担任主讲，成为中国首位“太空教师”。图为航天员王亚平在太空“玩陀螺”。（视频截图）

　　实验三：陀螺演示——

　　高速旋转的陀螺为什么不会倒下？

　　物理学原理告诉我们，高速旋转的陀螺具有很好的定轴特性。在太空失重环境下，这一特性更加直观地呈现出来。

　　航天员王亚平取出一个红黄相间的陀螺，把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部，陀螺翻滚着飞向远处。紧接着，王亚平取出一个一模一样的陀螺，让它旋转起来，悬浮在半空中，再用手轻轻一推，旋转的陀螺不再翻滚，而是保持着固定的轴向，向前飞去。

　　王亚平介绍说，高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛。在天宫一号目标飞行器上，就装有各式各样的陀螺定向仪，正是有了它们，才能精准地测量航天器的飞行姿态。

6月20日上午10时许，神舟十号航天员进行中国首次太空授课，女航天员王亚平担任主讲，成为中国首位“太空教师”。图为王亚平进行“水膜”演示。（视频截图）

　　实验四：水膜演示——

　　天宫里有没有“飞流直下”的瀑布？

　　阳光下五彩缤纷的肥皂泡、能够让硬币漂浮的山泉水，总是带给人们很多遐想。这些都是液体表面张力在发挥着神奇作用。

　　只不过，在地面上，液体表面张力难以抗衡地球引力的影响，只有经过特殊处理的肥皂水、富含无机盐的矿泉水才能表现出比较强的张力特性。但是，在太空失重环境下，液体的表面张力特性便突显出来。

　　王亚平拿起一个航天员饮用水袋，打开止水夹，水并没有倾泻而出。轻挤水袋，在饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠，略微抖动水袋，水珠便悬浮在半空中，与天宫一号舱壁上鲜艳的五星红旗图案交相辉映，更显得美轮美奂。

　　王亚平笑着说：“如果诗仙李白在天宫里生活，大概就写不出‘飞流直下三千尺’的名句了，因为，失重环境下水不可能飞流直下。”

　　接着，她把一个金属圈插入装满饮用水的自封袋中，慢慢抽出金属圈，便形成了一个漂亮的水膜。轻轻晃动金属圈，水膜也不会破裂，只是偶尔会甩出几颗小水滴。随后，王亚平又往水膜表面贴上了一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。这些在地面难得一见的奇特景象，引起了地面课堂同学们的连声惊叹。

6月20日上午10时许，神舟十号航天员进行中国首次太空授课，女航天员王亚平担任主讲，成为中国首位“太空教师”。图为王亚平“玩水球”。（视频截图）

　　实验五：水球演示——

　　用神奇的液体表面张力变个“魔法”

　　液体表面张力的威力竟如此神奇！普通的饮用水还能变成更加神奇的“魔法水球”。

　　王亚平用金属圈重新做了一个水膜，然后用饮水袋慢慢地向水膜上注水，不一会儿，水膜就变成了一个亮晶晶的大水球，水球中还有一串珍珠般的小气泡，仿佛银河系中的繁星点点。聂海胜取出一支注射器抽出水球中的气泡，试验继续进行。

　　王亚平用注射器向水球内注入空气，在水球内产生了两个标准的球形气泡，气泡既没有被挤出水球，也没有融合到一起。

　　水球也没有爆裂。

　　紧接着，王亚平又用注射器把少许红色液体注入水球，红色液体慢慢扩散开来，晶莹透亮的水球变成了粉红色，令人啧啧称奇。