内容正文:
第4节 空间探索
(第1课时)
第2章 力与空间探索
科学浙教版(2024) 八年级上册
01 火箭
知识目标
了解火箭的发展历程,认识到人类对空间探索的持续努力;掌握火箭升空的动力原理,多级火箭的设计原因和结构特点。
了解我国长征五号火箭、嫦娥四号着陆器等航天成就,增强民族自豪感和责任感,认识到空间探索对人类发展的重要意义。
通过参与气球喷气的探索活动,观察气球的运动情况,分析其动力来源,培养从实验现象中提炼科学原理的观察与分析能力。
科学观念:
科学思维:
态度责任:
素养目标
课堂导入
2024年初,我国长征五号遥七运载火箭成功发射,把通信技术试验卫星十一号送入预定轨道。长征五号是我国现役最大的低温运载火箭,起飞推力超过1000t。
那么,火箭升空时的动力来自哪里?
PART 01
火箭
火箭
01
自古以来,人们一直梦想着有朝一日能在太空中遨游。尽管太阳系中的行星和卫星要比其他恒星距离我们近得多,但是它们离我们的距离仍然很远。
如何才能到达那么远的行星上?
火箭
01
1、火箭的历史探索
(1)古代尝试
14世纪末,我国能工巧匠万户利用自制火箭驱动“飞船”升空飞行。
火箭
01
·19世纪60年代,法国著名科幻作家凡尔纳设想用大炮将一艘宇宙飞船发射到月球。
(2)现代发展
·20世纪,科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或到达太阳系的某些行星。
嫦娥四号着陆器
火箭
01
1.把吸管穿在细绳上,把细绳拉紧,并用胶带把气球粘在吸管上。
2.把气球吹大,用手捏紧气球的吹气口。
3.将另一只手放在吹气口的右方,松开吹气口,观察气球的运动情况,感受气球喷出的空气所产生的力。
4.重复步骤2和3。
火箭
01
推动气球向前运动的动力来自气球内向后喷出的气体。
5.分析气球运动的动力来源。
因为物体间力的作用是相互的,气球给其内部的气体施加一个作用力使之向后喷出的同时,喷出的气体也给气球施加一个反作用力,这个反作用力推动气球前进。
火箭
01
2、火箭的动力原理
作用力
反作用力
火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体,这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时,就会产生一个反作用力,这个反作用力推动火箭向前运动。
火箭
01
3、多级火箭
一枚火箭携带的燃料有限,燃料耗尽后燃料仓变空。空的燃料仓若不扔掉,就会成为火箭后续飞行的负担。如果把火箭中变空的燃料仓分离出来,可以使火箭飞得更高、更远。为此,科学家研制出多级火箭。
(1)设计原因
火箭燃料仓
第一级火箭
第三级火箭
第二级火箭
火箭
01
(2)结构特点
典型的多级火箭有三级,前面一级火箭的燃料耗尽后,会从火箭上脱落,下一级火箭点燃接替工作,继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地。
第1级
第2级
第3级
第1级火
箭点燃
第1级火箭分离,落回地面
第2级火
箭点燃
第2级火箭分离,落回地面
第2级火箭分离,落回地面
第3级火
箭点燃
第3级火箭分
离脱落
火箭
01
(3)中国多级火箭
我国目前用于发射神舟系列飞船的长征二号、长征五号系列火箭都是多级火箭,特别是被人们亲切地称为“胖五”的长征五号运载火箭,是我国目前推力最大、运载能力最强的运载火箭。
火箭
01
万户与古代火箭
我国明朝时期的万户,本名陶成道,是世界上利用火箭升空的第一人。他设计并制造了一种“飞龙”火箭,这种火箭用引信点燃后,可飞行约1km,万户试图用火箭做空中飞行。一天,他
坐在带有两只大风筝的木质“飞船”(椅子)里,
“飞船”的周围绑上47支“飞龙”火箭,设想等火
箭升空后就用风筝飞行。“飞龙”将万户带上天空,
火箭
01
但不久“飞船”就坠落到山脚,万户为此献出了生命。
1970年,国际天文学联合会用他的名字命名了月球背面的一座环形山,以纪念这位火箭飞行的先驱者。
火箭
01
1.器材:可乐瓶,剪刀,小刀,木塞,球类气针,圆珠笔芯,订书机,
双面胶,彩色装饰纸,火箭发射器。
2.制作:根据小组讨论确定的设计方案,制作水火箭。
3.发射:选择一个空旷的场地,对水火箭进行发射试验。
4.记录:把测试情况填入表。
火箭
01
序号 水火箭里水的质量/g 水火箭的
总质量/g 发射角度 发射距离/m
1
2
3
4
5
6
5.展示交流:分析优点和不足,进一步改进和优化水火箭。
课堂小结
课堂练习
【典例1】火箭升空时的动力主要来源于( )
A. 空气对火箭的推力 B. 火箭燃料燃烧产生的反作用力
C. 地球对火箭的引力 D. 火箭自身的重力
【解析】火箭的动力原理是利用燃料燃烧产生高温高压气体,这些气体从火箭底部向后喷出时,会对火箭产生一个向前的反作用力(物体间力的作用是相互的)。A 选项中空气的推力并非火箭升空的主要动力,尤其是在高空空气稀薄的环境中;C、D 选项中地球引力和火箭重力是阻碍火箭升空的力,而非动力。因此,正确答案为 B。
B
课堂练习
【典例2】关于多级火箭的设计,下列说法正确的是( )
A. 多级火箭的级数越多,运载能力一定越强
B. 多级火箭每一级燃料耗尽后会自动分离,目的是减轻火箭负担
C. 多级火箭的每一级都能独立完成整个航天器的发射任务
D. 我国长征五号火箭是单级火箭
【解析】B正确,多级火箭的设计核心是通过分离燃料耗尽的空燃料仓,减少无用负载,使剩余部分飞得更高更远。A错误,因为级数过多会增加结构复杂度,并非级数越多运载能力越强;C错误,多级火箭需要各级依次工作,无法独立完成发射;D错误,长征五号属于多级火箭。
B
课堂练习
【典例3】下列关于火箭发展历程的说法,错误的是( )
A. 14世纪末,我国万户尝试利用自制火箭驱动 “飞船” 升空
B. 19世纪60年代,凡尔纳设想用大炮发射宇宙飞船到月球
C. 20世纪,人类已能用火箭发射宇宙飞船登陆月球或到达太阳系部分行星
D. 古代火箭与现代火箭的动力原理完全不同
【解析】 D错误,古代火箭(如万户的尝试)和现代火箭的动力原理本质相同,都是利用喷出的气体产生的反作用力推动前进。A、B、C 选项均符合火箭发展历程的史实:万户是古代火箭探索的代表,凡尔纳提出了发射设想,20 世纪人类实现了航天器登陆月球等成就。
D
第4节 空间探索
(第1课时)
科学浙教版(2024) 八年级上册
谢谢观看
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