為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，針對(duì)太空科學(xué)探索的科普傳播難、見效慢、供需不匹配問題，本書圍繞科普天宮空間站及宇宙中的理論物理知識(shí)這一核心目標(biāo)，以天宮課堂授課內(nèi)容為基礎(chǔ)，對(duì)其蘊(yùn)含的科學(xué)原理進(jìn)行權(quán)威、科學(xué)和通俗的解讀，通過一問一答的方式進(jìn)行科學(xué)原理的拓展延伸。同時(shí)，書中借助知識(shí)鏈接的形式與義務(wù)教育，甚至普通高中相關(guān)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中的基礎(chǔ)知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)系，使青少年在提升學(xué)習(xí)能力的同時(shí)提升科學(xué)素養(yǎng)。
本書著重介紹了中國(guó)空間站建造和在軌運(yùn)營(yíng)中開展的太空科普教育活動(dòng)，其中包括一系列生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)，以及航天員在太空中的生活、工作場(chǎng)景。此外，本書還將涉及我國(guó)未來太空探索內(nèi)容，借助火星探測(cè)和以《流浪地球》為代表的太空科幻電影兩大視角，探索青少年太空科普教育，同時(shí)通過對(duì)中國(guó)航天科技發(fā)展和科學(xué)事業(yè)的介紹，樹立青少年正確的價(jià)值觀，激發(fā)其民族自豪感和愛國(guó)情懷，在青少年心中播下科學(xué)與文明的種子。
※ 科普立意新。天宮課堂中的實(shí)驗(yàn)效果震撼，能激發(fā)青少年探索求知的欲望。本書在回顧實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，通過知識(shí)鏈接與相關(guān)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中的基礎(chǔ)知識(shí)建立聯(lián)系，為青少年讀者的科學(xué)興趣注入知識(shí)滋養(yǎng)。
※ 呈現(xiàn)形式新。天宮課堂不只是自上而下的單向講解和演示實(shí)驗(yàn)，同時(shí)包括了有問有答的雙向互動(dòng)。本書從天宮課堂 中涉及的實(shí)驗(yàn)出發(fā)，對(duì)其中的物理、化學(xué)、生物等多學(xué)科的科學(xué)原理進(jìn)行闡釋。
※ 內(nèi)容編寫新。為豐富本書內(nèi)容，書中還把時(shí)下熱門的火星探測(cè)與我國(guó)優(yōu)秀的科幻電影《流浪地球2》中的一些內(nèi)容引入書中，詳細(xì)解讀其中的一些科學(xué)知識(shí)。
引言 1
序章 神話成真：飛出地球 3
0.1 西游漫話：翻不出的手掌心 3
【知識(shí)鏈接路程、位移、速度】 5
【課外延伸《西游記》】 6
0.2 牛頓大炮：初步理想實(shí)驗(yàn) 7
【知識(shí)鏈接拋體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)】 8
【課外延伸牛頓】 8
0.3 逃離地球：飛到太空究竟要多快 9
【知識(shí)鏈接人造地球衛(wèi)星】 12
【課外延伸中國(guó)航天之父】 13
第1章 遙看天宮邀明月：走進(jìn)天宮 15
1.1 前赴宇宙：天宮系列飛行器 16
【知識(shí)鏈接動(dòng)量守恒】 19
1.2 天上宮闕：中國(guó)空間站 20
【知識(shí)鏈接反沖】 25
1.3 天外來師：天宮課堂授課老師 26
【知識(shí)鏈接重力的影響】 29
【課外延伸《太空一日》】 30
第2章 首次太空授課 33
2.1 偉大嘗試：世界上首次太空授課 33
【知識(shí)鏈接傳感器】 37
【課外延伸美蘇太空競(jìng)賽】 38
2.2 中國(guó)身影：中國(guó)首次太空授課 39
【知識(shí)鏈接向心力】 42
2.3 永不疲憊：陀螺旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 43
【知識(shí)鏈接擴(kuò)散】 45
第3章 天宮課堂第一課 47
3.1 神秘空間：航天員在軌工作生活場(chǎng)景展示 47
【知識(shí)鏈接血液】 49
3.2 熒光舞者：太空細(xì)胞研究實(shí)驗(yàn)展示 50
【知識(shí)鏈接細(xì)胞】 51
3.3 花樣滑冰：太空轉(zhuǎn)身實(shí)驗(yàn) 52
【知識(shí)鏈接重力】 54
3.4 沉睡魔法：浮力消失實(shí)驗(yàn) 54
【知識(shí)鏈接浮力的應(yīng)用】 56
3.5 水里開花：水膜張力實(shí)驗(yàn) 56
【知識(shí)鏈接水的組成】 57
3.6 水膜放大鏡：水球光學(xué)實(shí)驗(yàn) 58
【知識(shí)鏈接凸透鏡與凹透鏡】 60
3.7 太空中的歡樂球：泡騰片實(shí)驗(yàn) 60
【知識(shí)鏈接溶液的形成】 61
第4章 天宮課堂第二課 63
4.1 點(diǎn)水成冰：太空冰雪實(shí)驗(yàn) 63
【知識(shí)鏈接過飽和溶液】 66
4.2 遇水架橋：液橋演示實(shí)驗(yàn) 66
【知識(shí)鏈接表面張力】 69
4.3 人造重力：水油分離實(shí)驗(yàn) 69
【知識(shí)鏈接物體的浮沉條件】 71
4.4 墩墩飛天：太空拋物實(shí)驗(yàn) 72
【知識(shí)鏈接參照物與運(yùn)動(dòng)】 74
4.5 儀器顯神威：空間科學(xué)設(shè)施展露真容 74
【知識(shí)鏈接晝夜交替與時(shí)差】 77
第5章 天宮課堂第三課 79
5.1 天宮內(nèi)況：?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙介紹 79
【知識(shí)鏈接失重與超重】 82
5.2 水柱賽跑：毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn) 82
【知識(shí)鏈接浸潤(rùn)】 85
5.3 懶惰的水球：減弱共振實(shí)驗(yàn) 85
【知識(shí)鏈接振幅與頻率】 88
5.4 象鼻飲水：液體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn) 88
【知識(shí)鏈接阿基米德原理】 90
5.5 調(diào)皮的扳手：扳手旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 90
【知識(shí)鏈接角速度】 92
5.6 太空萌芽：植物生長(zhǎng)研究項(xiàng)目 93
【知識(shí)鏈接植物的蒸騰作用】 96
第6章 天宮課堂第四課 97
6.1 實(shí)驗(yàn)大本營(yíng)：夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙介紹 98
【知識(shí)鏈接溫標(biāo)與熱力學(xué)溫度】 99
6.2 浮力對(duì)流的奧秘：球形火焰實(shí)驗(yàn) 100
【知識(shí)鏈接城市熱島環(huán)流】 102
6.3 太空之中秀球技：奇妙乒乓球?qū)嶒?yàn) 103
【知識(shí)鏈接小球轉(zhuǎn)動(dòng)大球的乒乓外交】 105
6.4 狹路相逢誰者勝：動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn) 106
【知識(shí)鏈接動(dòng)量定理的應(yīng)用】 109
6.5 四兩撥千斤：又見陀螺實(shí)驗(yàn) 110
【知識(shí)鏈接牛頓第三定律】 112
第7章 跨越星球：祝融探火 113
7.1 攬星問天：天問一號(hào)火星探測(cè)器 113
【知識(shí)鏈接力的作用是相互的】 116
【課外延伸火星】 116
7.2 火神在火星：祝融號(hào)火星車 117
【知識(shí)鏈接地球的磁場(chǎng)與指南針】 120
7.3 火眼金睛看火星：LIBS探測(cè)技術(shù) 121
【知識(shí)鏈接原子】 126
7.4 黑色七分鐘：天問一號(hào)的獨(dú)立著陸 127
【知識(shí)鏈接電磁波】 130
7.5 飛向?yàn)跬邪睿何覀優(yōu)槭裁匆綔y(cè)火星 131
【知識(shí)鏈接地月系、太陽系與銀河系】 133
第8章 科幻展望：流浪地球 135
8.1 蒼穹之外的天階：太空電梯 136
【知識(shí)鏈接從日心說到地心說】 137
8.2 精密的超算使者：量子計(jì)算機(jī) 138
【知識(shí)鏈接計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制】 139
8.3 推動(dòng)地球的天燈：行星發(fā)動(dòng)機(jī) 140
【知識(shí)鏈接元素周期表的發(fā)現(xiàn)】 141
8.4 萬里外的指揮家：領(lǐng)航員號(hào)國(guó)際空間站 142
【知識(shí)鏈接離心運(yùn)動(dòng)】 143
8.5 超級(jí)智慧的大腦：人工智能機(jī)器人ＭOSS 144
【知識(shí)鏈接人工智能的應(yīng)用價(jià)值】 145
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