内容正文:
第四单元 “飞向”太空(知识清单)
第一部分:知识巩固
第十二课 认识飞行器
1.飞向天空,飞出地球,探索浩瀚的宇宙,一直以来就是人类不懈的追求,为此,人类发明制造出各种飞行器。
2. 飞行器通常分三类:航空器、航天器、火箭和导弹。
航空器是指能在大气层内进行可控飞行的飞行器。
航天器是指在地球大气层以外的宇宙空间,基本上按照天体力学规律运行的各类飞行器。
火箭是以火箭发动机为动力的飞行器
导弹可分两类:一是在大气层飞行的无翼导弹,如弹道导弹等;二是在大气层内飞行的有翼导弹,如巡航导弹、地空导弹、空地导弹等。
3.飞行器是人类飞离地面,飞向太空的重要工具。
4.为了飞向天空,人们发明了哪些飞行器?
1783年,蒙哥尔费兄弟发明了热气球
19世纪末,奥托.李林塔尔发明了滑翔机
1900年,弗朗西斯.波多特制作了自行车飞行器
1903年,莱特兄弟研制出第一架动力飞机
翱翔在云天中的现代民航飞机
5.为了飞离地球,人们又发明了哪些飞行器?
1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星发射成功冲向太空的运载火箭兼具运载火箭,航天器和飞行特征的航天飞机。
6.人类最初对飞行的认识来自鸟。飞机机翼的设计正是受到鸟翼形状的启发,机身的形状也很像鸟的流线型身体外形,这样可以大大减小空气的阻力。
蝙蝠在飞行中不断地发出超声波,超声波碰到障碍物时会反射回来,蝙蝠的耳朵接受到信号后就能确定方位,根据这一生物学发现,科学家发明的可以确定方位的雷达
7.生物的神奇本领与生物系统的结构密切相关。生物系统结构的奇妙程度远远超过迄今为止的许多人造机器。因此,研究生物系统的结构,模拟生物的本领已经成为工程科学发展进步的重要途径。通过研究生物系统的结构功能等来改进工程技术系统,就是仿生学
8. 飞行器是由人类制造能离开地面飞行的器械和装置,包括航空器,航天器,火箭等。
能够在地球大气层中飞行的飞行器称为航空器,如热气球,飞机等。他们主要是依靠空气的浮力或空气相对运动产生的升力而升空飞行的。
能够在地球附近空间或太阳系空间飞行的飞行器称为航天器,如人造地球卫星,宇宙飞船,空间站等。他们在运载火箭的推动下获得必要的速度,进入太空,然后在引力作用下完成轨道运动,目前,能够在太阳系外空间飞行的飞行器正处于探索阶段。
火箭可以在地球大气层内外飞行,他们的动力来自火箭尾部喷射高速气流而产生的反冲力
第十三课 制作“火箭”
1.根据下面的实验,想一想是什么力量让他们动起来的?
以水的反冲作为动力使塑料瓶动起来//以空气的反冲作为动力使气球动起来
2.设计一个火箭,想一想用什么作为动力,能让火箭发射升空
用压缩空气作为动力; 用水和空气的反冲作为动力
3.选择材料和工具,根据设计图制作火箭
4.如果火箭飞行不平稳或飞的不高也不远,如何改进?
改进头部,减小阻力;增加尾翼,增强稳定性
第十四课 模拟探索:到火星上去
1.我们制作的火箭升空了,接着我们可以畅想去太空旅行了,火星是太阳系中环境条件与地球比较接近的一颗行星。
2.我们能飞上火星,并在那里定居吗?
目前我们还无法在火星上生活,但我们可以通过对火星进行一定的改造,使它适合人类生存。
3.比较火星和地球的环境有什么相近和不同之处?
相似
地壳成分相似//一天时间大致相同//四季交替和五带的划分与地球相同//有卫星绕火星运转//都有氧气和水,但是火星的氧气含量较少//火山表面温度负132摄氏度至28摄氏度//一天时间24小时37分//地面状况干燥贫瘠,有火山和沙漠//大气状况稀薄,主要是二氧化碳缺少氧气缺少水,但发现有地下盐水湖。
4.假如我们生活在火星,会是什么状况?
1)沙漠与戈壁滩的世界 2)两个月亮 火星有两个卫星 3)火星表面重力约为0.377 g
人类目前的技术,还是很难在登陆火星之后,乘坐火箭返回地球。 4)无活跃的板块运动
火星缺乏活跃的板块运动,看不到其表面的火山有活动的迹象 5)大气稀薄,只有地球大气的不到 1% 6)轨道是椭圆的,偏心率比地球大
5.在火星上,白天看到的太阳和夜晚看到的星星是什么样的?
6.如果探测器能够抵达火星,怎样才能使它安全着陆?
降落伞,减速缓冲器,着陆支架
7.在火星上,我们怎样生存下去,哪些方法可以让火星的环境变得和地球一样适合我们居住。
1).建立一个巨大磁场来保护太阳风不再无情的剥离火星的大气
2).融化两极释放二氧化碳增加火星温室效应,这需要在火星轨道上建立太阳反射镜聚焦两极
3).温室效应以及火星大气密度增加后再逐步释放两极封冻的水
4).移植极耐恶劣条件的藻类植物,改善火星大气成分
5).改造火星土地使之适合种植普通作物
8.2020年七月,我国成功发射第一个火星探测器——天问一号,天问一号将通过一次发射完成,环绕,着陆,巡视探测目标,开展对火星的科学探测。
第二部分:实验探究题
1.实验探究。
(1)(1)标出图中水火箭各部分的名称。
(2)测试某一因素对水火箭飞行的影响时。需要保证实验中其他因素保持( )。
(3)水火箭飞行时箭身打转,应调整 ( )的和大小。
(4)气球喷气方向和运动方向是( )。
(5)水火箭飞行高度和瓶中的水量有什么关系?
(6)我国( )时期,万户陶成道试图利用火药制成的“火箭”带自己上天。
(7)我国天宫空间站目前有费俊龙、张陆、邓清明三名航天员入驻。2022年7月24日( )实验舱发射成功,这是我国空间站首个科学实验舱。2022 年10月31日( )实验舱发射成功。
【答案】(1)①整流罩 ②压力舱 ③尾翼 ④喷嘴
(2)不变
(3)尾翼
(4)相反
(5)当水量为时,水火箭飞得最高。水量过多或过少时会降低水火箭的飞行高度
(6)明朝
(7) 问天 梦天
【详解】(1)水火箭的结构通常包括:①整流罩:减少飞行时的空气阻力;②压力舱:装载水和空气的容器;③尾翼:保持飞行时的稳定性;④喷嘴:用于喷射水产生推力。
(2)测试某一因素对水火箭的影响时,需遵循对比实验的“单一变量”原则,即只改变要研究的因素,其他因素保持相同(一致),这样才能确保实验结果是由该因素引起的。
(3)水火箭飞行时打转,是因为尾翼的平衡作用不足(尾翼不对称、大小不合适)。调整尾翼的形状、角度或大小,可以增强飞行的稳定性,避免打转。
(4)水火箭的飞行利用了反作用力:气球(或瓶体)向后喷气,会产生向前的反推力,因此喷气方向和运动方向是相反的。
(5)水火箭的推力来自水的喷射,水量过少时,喷射的质量不足,推力小;水量过多时,瓶内空气体积小,压力不足,水的喷射速度慢。因此:水量过少或过多,飞行高度都较低;只有当水量适中时,飞行高度较高(通常水量为瓶容积的1/3时效果较好)。
(6)万户陶成道尝试用火药火箭飞天,发生在我国的明朝时期。
(7)2022年7月24日发射的是问天实验舱;2022年10月31日发射的是梦天实验舱。
2.制作水“火箭”(如下图)
(1)制作材料:__________________________
(2)制作方法:
①在硬卡纸上剪出一个扇形,做成圆锥,固定在__________________________。
②做出水“火箭”尾翼,然后________________。
③瓶中需装少于瓶身__________的水,并将__________紧紧地套在瓶口上,放在发射架上发射。
(3)我的发现:水“火箭”是靠__________升空的。在发射水“火箭”时,如果发现箭身在空中打转,我们应该调整__________________________。
【答案】(1)硬卡纸、空水瓶、动力塞(气门芯和橡胶塞)、发射架、剪刀、胶带等。
(2) 空水瓶的底端 贴在靠近水瓶上端的位置 三分之一 动力塞
(3) 水的反冲力 尾翼的位置和大小
【分析】根据制作水火箭的步骤,要制作水火箭,我们可以用硬卡纸、直尺、剪刀、打气筒、笔、胶带等材料制作,制作过程中,一定要注意安全。
【详解】(1)制作水火箭的材料:硬卡纸、空水瓶、动力塞(气门芯和橡胶塞)、发射架、剪刀、胶带等。这些材料是制作水火箭的基础,包括结构材料(硬卡纸、空水瓶)、动力装置(动力塞)和辅助工具(剪刀、胶带)。
(2)制作方法:
①在硬卡纸上剪出一个扇形,做成圆锥,固定在空水瓶的底端。圆锥形头部能减少空气阻力,提高飞行稳定性,固定在瓶底形成火箭主体。
②做出水“火箭”尾翼,然后贴在靠近水瓶上端的位置。尾翼用于保持飞行稳定,贴在瓶身中上部可平衡重心,避免飞行时打转。
③瓶中需装少于瓶身三分之一的水,并将动力塞紧紧地套在瓶口上,放在发射架上发射。三分之一的水量能提供足够的反冲力,同时留出空间给压缩空气;动力塞用于充气和控制发射。
(3)水“火箭”是靠 水的反冲力 升空的。水被高压空气推出时产生反作用力推动火箭上升。在发射水“火箭”时,如果发现箭身在空中打转,我们应该调整 尾翼的位置和大小。打转通常是由于尾翼设计不合理或位置不当,调整尾翼可改善稳定性。
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