第八章 压强 跨学科实践 研究航天服 课件 -2024-2025学年沪粤版物理八年级下册

跨学科实践　研究航天服 2024年10月30日04时27分，长征二号F运载火箭搭载神舟十九号载人飞船顺利升空并取得圆满成功。神舟十九号载人飞行任务是我国载人航天工程的第14次载人飞行任务，为我国的航天事业增添光彩。学习小组通过查找信息和资料对航天服涉及的物理知识进行了研究学习，请你参与他们的学习任务，一起来感受我国航天事业的成就吧。 【项目分解】 一、航天服的结构、功能。 二、航天服的水下测试。 【项目实施】 一、航天服的结构、功能 1. 中国航天员已经多次完成太空出舱任务，为了克服太空温差非常大的困难，宇航员所穿的宇航服需要具有良好的 ( ) A. 隔热性 B. 导热性 C. 导电性 D. 磁性 A 2. 如图所示是航天员完成出舱任务时所穿的宇航服，上面有两个特别的设计——手腕上的小镜子和胸前反印的汉字，这是为了穿着厚厚宇航服的航天员，可以利用手腕上的小镜子看到正常的汉字，准确操作。以下说法正确的是 ( ) A. 当平面镜靠近汉字时，汉字通过镜子成的像会变大 B. 图中镜面看起来比宇航服暗，是因为光在镜子表面发生了漫反射 C. 宇航服胸前的字与它的像关于平面镜对称 D. 汉字通过平面镜所成的是实像 C 3. 阅读短文，回答问题。 一起向未来 2022年4月16日，圆梦天宫，英雄凯旋，在太空“出差”183天的中国航天员三人组平安返回地球。随着我国航天事业的不断发展，让普通人进入太空旅行的计划正在逐步实施。未来，会有更多的人实现上九天揽月的飞天梦。 太空中没有空气，人若暴露在太空中无法获得氧气，这种状态下10 s就会失去意识；太空中没有作用于身体的大气压，体液就会快速沸腾，从而使身体组织膨胀，体温降低而冻结；太空中处于真空状态，阳光直射下温度可高达120 ℃，而在阴影处温度则会骤降至－150 ℃；太空中还有速度极快的微小陨石，人体一旦碰到将造成极大伤害。 为实现太空旅行，人们不断研发各类宇航服，每一批新型宇航服的诞生都是人类技术的又一次巨大飞跃。可以想象，未来的宇航服将是个人太空旅行的宇宙飞船。 (1)太空中没有作用于人体的大气压，体液就会快速_____，其原因是________________。 (2)沙克尔顿环形山位于月球南极，在山的边缘阴影区永无日照，保持着太阳系最低温的记录，请你推测这个最低温可能是_______℃。 (3)假如，你穿着自己设计制作的宇航服，在星空中遨游、月球上漫步，你的宇航服应具备哪些功能？__________________________________________________。 沸腾 气压低，沸点低 －150 能制氧、能保证宇航服内气压正常、能隔热、防 撞等 二、航天服的水下测试 4. 为保证航天员在太空完成出舱活动，航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”，其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课，如图所示，模拟失重训练水槽的原理是：通过增减配重和漂浮器，使宇航员悬浮在水中，模拟失重环境的操作效应。为了保证航天员的安全，规定最大潜深不得超过8米(ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg)。则： (1)当航天员来到最大潜深时受到水的压强为多大？ 解：(1)当航天员来到最大潜深时受到水的压强为 p＝ρ水gh＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×8 m＝8×104 Pa (2)航天服手腕处有一块面积为20 cm2小镜子，航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5 m处受到的压力为多大？ 解：(2)根据p＝ρgh可得，镜子在水面以下5 m深时受到水的压强为 p′＝ρ水gh′＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×5 m＝5×104 Pa 答：略 由p＝ 可知，此时小镜子受到的压力为 F＝p′S＝5×104 Pa×20×10－4 m2＝100 N。 【项目拓展】 5. 中国空间站是中华人民共和国建成的国家级太空实验室。2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，随后神舟十九号飞行乘组顺利进入中国空间站，与神舟十八号3名航天员顺利会师，如图甲所示。至此，“70后”“80后”“90后”航天员齐聚“天宫”，完成中国航天史上第5次“太空会师”。在火箭发动机中，燃料和氧化剂(或称推进剂)在燃烧室内燃烧，产生大量 高压气体，这些气体以极高的速度从发动机喷嘴喷出，对火箭产生强大的反作用力，使火箭沿气体喷射相反的方向前进。这种推进方式使火箭能够在真空中或空气稀薄的高空和宇宙空间中飞行，火箭的质量随着推进剂的消耗而减小，这是一个变质量动力学系统。 (1)下列与神舟十九号运载火箭升空原理相同的是____。 A. 苹果熟了后自由掉落到地面上　　　　　 B. 穿着轮滑推墙壁，发现自己被推开 C. 子弹离开枪口后继续高速飞行 D. 带入深水中的矿泉水瓶会被压瘪 (2)火箭在加速上升的过程中，其惯性将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)航天员在中国空间站的实验舱做各种实验，小明想让航天员叔叔用托里拆利实验测一下舱内气压，经过思考，你认为这个实验______(选填“能”或“不能”)被完成。 B 变小 不能 (4)小红同学不知道在空间站中进行托里拆利实验是否能够成功，于是她自己设计了一套实验设备来测舱内气压，拜托航天员叔叔帮她完成实验。叔叔把真空吸盘紧紧地压在比较光滑的舱壁上，并用电机不断增加绳子对吸盘的拉力，直到吸盘与舱壁脱离，如图乙所示，图丙为电脑绘制的拉力与时间的关系图，由图丙可知， 吸盘刚好被拉开时，绳子的拉力为____N。叔叔测得吸盘与舱壁的接触面积为4 cm2，通过计算，她算得舱内的气压大小为________Pa，据此推测，如果用普通锅在舱内烧水，水的沸点____(选填“高”“低”或“等”)于100 ℃。(标准大气压为1×105 Pa) (5)小红发现一开始很难排尽吸盘内的气体，这会使所测气压偏____(选填“大” 或“小”)。 36 9×104 低 小 $$