2.4 空间探索（导学案）科学新教材浙教版八年级上册

2.4 空间探索（导学案） 【学习目标】 1. 科学观念：通过探究活动，理解火箭升空动力来源，形成相互作用观念。设计出具 有一定新颖性和价值的水火箭。通过读图、讨论等活动了解中国载人航天工程“三步走”和探月工程的 发展战略，关注天文和航天事业的进展。 2. 科学思维：针对火箭升空这一真实情境中的动力来源问题，利用分析、归纳等思维 方法建构简单模型，并解释生活中的一些相关现象。通过分析认识中国载人航天工程“三步走” 和探月工程三期的意义，初步具有创新思维。 3. 探究实践：结合生活事例，提出科学问题，经历模拟实验等过程，能制作把科学原 理转化为技术产品的简单装置，具备初步制作实物模型的能力。通过读图获取有用信息和知识，形成科学的语言表达能力，提升 自主学习能力。 4. 态度责任：通过探索活动和水火箭的制作，提升共同解决问题的能力，乐于思考和 探究生活现象背后的原因和规律，乐于合作与交流。通过小组合作学习，培养积极合作、主动交流的协作能力，增强学生的民族自豪感和爱 国热情。 【学习重点】 火箭升空的原理（力的相互作用）；多级火箭的工作特点；中国空间站的基本组成与人造卫星的分类；嫦娥工程“绕、落、回”三期任务和天问一号火星探测的意义。 【学习难点】 理解火箭升空时“作用力与反作用力”的方向关系；用所学知识解释空间站在失重环境下的特殊现象；区分“无人月球探测”“载人登月”“建立月球基地”三个阶段及其工程意义。 【自主预习】（阅读教材 P85-P93，完成填空） 1. 火箭升空的动力来自燃料燃烧产生的 从火箭底部向后喷出时产生的 。 2. 多级火箭可以 空燃料舱，从而飞得更高、更远；我国推力最大的运载火箭是 。 3. 人造地球卫星按用途可分为 、 和 三类；地球同步卫星位于地面上方约 高度。 4. 中国空间站由 、 、 、载人飞船（神舟）和货运飞船（天舟）五个模块组成。 5. 我国月球探测工程称为 ，分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段；首次火星探测任务命名为 。 【课堂探究】 探究一：火箭升空的动力来源 情境：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1000 t。那么，火箭升空时的动力来自哪里？ 1. 探索活动：把气球吹大后松开吹气口，气球会向吹气口的相反方向运动。推动气球前进的动力来自气球内向后喷出的空气；由于物体间力的作用是相互的，喷出的空气给气球一个反作用力。 图2.4-2 向上飞行的火箭 2. 火箭的工作原理与气球相似：燃料舱中的燃料燃烧产生高温高压气体，这些热气体从火箭底部开口处向后喷出，产生一个向前的反作用力，推动火箭向前运动。 3. 思考：火箭升空时，喷出气体对火箭的力方向向哪儿？火箭对喷出气体的力方向向哪儿？这两个力有什么关系？ 探究二：多级火箭与制作水火箭 1. 多级火箭：一枚火箭携带的燃料有限，燃料耗尽后空燃料舱会成为后续飞行的负担。把变空的燃料舱分离出来，可以使火箭飞得更高、更远。典型的多级火箭有三级，前面一级燃料耗尽后脱落，下一级点燃接替工作。 图2.4-3 多级火箭 2. 科学阅读：我国明朝时期的万户是世界上利用火箭升空的第一人。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。 图2.4-4 万户与火箭 3. 实践：制作水火箭。器材包括塑料瓶、橡胶塞、气门芯、发射架、打气筒等。通过向瓶内打气，压缩空气把水从瓶口高速向下喷出，水火箭借助反作用力升空。可探究装水量、发射角度对射程的影响。 图2.4-5 水火箭的制作 探究三：中国空间站 1. 人造地球卫星：按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星三类。应用卫星直接为人类服务，包括通信、导航、气象、资源等卫星。地球同步卫星位于地面上方约36000 km高度处运行，轨道周期与地球自转周期相同。 2. 中国载人航天工程“三步走”发展战略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程；第二步，突破交会对接技术，发射空间实验室；第三步，建造载人空间站，解决较大规模、长期有人照料的空间应用问题。至2022年11月，中国空间站全面建成。 图2.4-6 中国载人航天工程“三步走” 3. 中国空间站由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、载人飞船（神舟）和货运飞船（天舟）五个模块组成，是我国的国家级太空实验室。 图2.4-7 中国空间站 4. 科学拓展：“太空抛物”实验中，“冰墩墩”被抛出后近似做匀速直线运动，这体现了牛顿第一定律所描述的现象——在空间站微重力环境下，物体保持原有运动状态。 图2.4-8 “太空抛物”实验 探究四：探索月球和火星 1. 嫦娥工程：2004年我国开启月球探测工程，分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。其中“无人月球探测”工程又分“绕”“落”“回”三期，分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回。 图2.4-9 中国“无人月球探测”工程“绕”“落”“回” 2. 载人登月：2023年5月，我国“载人登月”阶段任务启动实施，总体目标是2030年前实现载人登陆月球，掌握地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术，完成“登”“巡”“采”“研”“回”等多重任务。 图2.4-10 我国载人登月方案 3. 天问一号：2020年7月23日发射升空，祝融号火星车于2021年5月15日成功着陆火星表面。天问一号通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标，使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。 图2.4-11 祝融号开始巡视探测 例题 1 我国的嫦娥工程月球探测计划分三个阶段，目前，我国的探月工程所处的阶段是（　　） A．无人月球探测 B．载人登月 C．建立月球基地 D．地基观测 【归纳整理】 1. 火箭升空的动力来自燃料燃烧产生的高温高压气体向后喷出时产生的反作用力（力的相互作用）。 2. 多级火箭通过逐级分离空燃料舱减轻负担，可飞得更高、更远；长征五号是我国目前推力最大的运载火箭。 3. 人造地球卫星按用途分为科学卫星、技术试验卫星、应用卫星三类；中国空间站由天和、问天、梦天、神舟、天舟五个模块组成。 4. 嫦娥工程分“无人月球探测”“载人登月”“建立月球基地”三个阶段；无人月球探测已完成“绕、落、回”三期任务。 5. 天问一号通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测，使我国进入世界深空探测先进行列。 【课堂练习】 1.2025年4月27日神舟二十号航天员入驻中国空间站，中国空间站一天可以绕地球飞行很多圈。如图为中国空间站图片，中国空间站向所有联合国会员国开放。这一举措（　　） ①展现了中国航天越来越强大的实力 ②促使人类变相竞争利用太空 ③彰显了太空探索的中国责任与担当 ④有利于推动人类命运共同体的构建 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 2.．2022年底，中国空间站全面建成。它是人类继“礼炮1号”“和平号”空间站和国际空间站之后，建造的大型在轨空间实验平台。自古以来，人类对于太空的探索从未止步，这有利于（　　） ①了解地球宇宙环境 ②更好地开发利用太空资源 ③观测天体运动 ④占领太空范围 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 3．我国太空探索，自20世纪60年代起稳步发展。经过多年努力，我国在空间站建设领域取得一系列突破和成就，为人类探索太空贡献了中国力量。下图为中国天宫空间站照片。人类开展太空探索的意义有（　　） ①推动科技进步 ②实现外星移民，缓解地球人口压力 ③认识宇宙环境对地球的影响 ④了解宇宙的起源与演化，探索生命的起源 ⑤建设火星、月球粮食生产基地，缓解粮食短缺问题 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．③④⑤ 【课后作业】 1.书面：完成导学案全部填空；用简图或文字说明火箭升空的原理，并举例说明生活中力的相互作用。 2.观察任务：查找一则近期中国航天的新闻（火箭发射、空间站活动、嫦娥或天问任务等），写出其中涉及的科学知识。 3.（选做）小组合作：设计一份水火箭改进方案，从发射平稳性、牢固性、艺术性等角度提出优化措施。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.4 空间探索（导学案） 【学习目标】 1. 科学观念：通过探究活动，理解火箭升空动力来源，形成相互作用观念。设计出具 有一定新颖性和价值的水火箭。通过读图、讨论等活动了解中国载人航天工程“三步走”和探月工程的 发展战略，关注天文和航天事业的进展。 2. 科学思维：针对火箭升空这一真实情境中的动力来源问题，利用分析、归纳等思维 方法建构简单模型，并解释生活中的一些相关现象。通过分析认识中国载人航天工程“三步走” 和探月工程三期的意义，初步具有创新思维。 3. 探究实践：结合生活事例，提出科学问题，经历模拟实验等过程，能制作把科学原 理转化为技术产品的简单装置，具备初步制作实物模型的能力。通过读图获取有用信息和知识，形成科学的语言表达能力，提升 自主学习能力。 4. 态度责任：通过探索活动和水火箭的制作，提升共同解决问题的能力，乐于思考和 探究生活现象背后的原因和规律，乐于合作与交流。通过小组合作学习，培养积极合作、主动交流的协作能力，增强学生的民族自豪感和爱 国热情。 【学习重点】 火箭升空的原理（力的相互作用）；多级火箭的工作特点；中国空间站的基本组成与人造卫星的分类；嫦娥工程“绕、落、回”三期任务和天问一号火星探测的意义。 【学习难点】 理解火箭升空时“作用力与反作用力”的方向关系；用所学知识解释空间站在失重环境下的特殊现象；区分“无人月球探测”“载人登月”“建立月球基地”三个阶段及其工程意义。 【自主预习】（阅读教材 P85-P93，完成填空） 1. 火箭升空的动力来自燃料燃烧产生的高温高压气体从火箭底部向后喷出时产生的反作用力。 2. 多级火箭可以逐级脱落空燃料舱，从而飞得更高、更远；我国推力最大的运载火箭是长征五号。 3. 人造地球卫星按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星三类；地球同步卫星位于地面上方约36000 km高度。 4. 中国空间站由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、载人飞船（神舟）和货运飞船（天舟）五个模块组成。 5. 我国月球探测工程称为嫦娥工程，分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段；首次火星探测任务命名为天问一号。 【课堂探究】 探究一：火箭升空的动力来源 情境：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1000 t。那么，火箭升空时的动力来自哪里？ 1. 探索活动：把气球吹大后松开吹气口，气球会向吹气口的相反方向运动。推动气球前进的动力来自气球内向后喷出的空气；由于物体间力的作用是相互的，喷出的空气给气球一个反作用力。 图2.4-2 向上飞行的火箭 2. 火箭的工作原理与气球相似：燃料舱中的燃料燃烧产生高温高压气体，这些热气体从火箭底部开口处向后喷出，产生一个向前的反作用力，推动火箭向前运动。 3. 思考：火箭升空时，喷出气体对火箭的力方向向哪儿？火箭对喷出气体的力方向向哪儿？这两个力有什么关系？ 探究二：多级火箭与制作水火箭 1. 多级火箭：一枚火箭携带的燃料有限，燃料耗尽后空燃料舱会成为后续飞行的负担。把变空的燃料舱分离出来，可以使火箭飞得更高、更远。典型的多级火箭有三级，前面一级燃料耗尽后脱落，下一级点燃接替工作。 图2.4-3 多级火箭 2. 科学阅读：我国明朝时期的万户是世界上利用火箭升空的第一人。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。 图2.4-4 万户与火箭 3. 实践：制作水火箭。器材包括塑料瓶、橡胶塞、气门芯、发射架、打气筒等。通过向瓶内打气，压缩空气把水从瓶口高速向下喷出，水火箭借助反作用力升空。可探究装水量、发射角度对射程的影响。 图2.4-5 水火箭的制作 探究三：中国空间站 1. 人造地球卫星：按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星三类。应用卫星直接为人类服务，包括通信、导航、气象、资源等卫星。地球同步卫星位于地面上方约36000 km高度处运行，轨道周期与地球自转周期相同。 2. 中国载人航天工程“三步走”发展战略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程；第二步，突破交会对接技术，发射空间实验室；第三步，建造载人空间站，解决较大规模、长期有人照料的空间应用问题。至2022年11月，中国空间站全面建成。 图2.4-6 中国载人航天工程“三步走” 3. 中国空间站由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、载人飞船（神舟）和货运飞船（天舟）五个模块组成，是我国的国家级太空实验室。 图2.4-7 中国空间站 4. 科学拓展：“太空抛物”实验中，“冰墩墩”被抛出后近似做匀速直线运动，这体现了牛顿第一定律所描述的现象——在空间站微重力环境下，物体保持原有运动状态。 图2.4-8 “太空抛物”实验 探究四：探索月球和火星 1. 嫦娥工程：2004年我国开启月球探测工程，分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。其中“无人月球探测”工程又分“绕”“落”“回”三期，分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回。 图2.4-9 中国“无人月球探测”工程“绕”“落”“回” 2. 载人登月：2023年5月，我国“载人登月”阶段任务启动实施，总体目标是2030年前实现载人登陆月球，掌握地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术，完成“登”“巡”“采”“研”“回”等多重任务。 图2.4-10 我国载人登月方案 3. 天问一号：2020年7月23日发射升空，祝融号火星车于2021年5月15日成功着陆火星表面。天问一号通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标，使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。 图2.4-11 祝融号开始巡视探测 例题 1 我国的嫦娥工程月球探测计划分三个阶段，目前，我国的探月工程所处的阶段是（　　） A．无人月球探测 B．载人登月 C．建立月球基地 D．地基观测 【答案】A 【解答】解：我国嫦娥工程的三个阶段分别是：无人月球探测、载人登月、建立月球基地；无人月球探测（第一阶段）：包括绕月探测、落月探测和采样返回任务，使用无人探测器获取月球数据。载人登月（第二阶段）：计划将宇航员送上月球，但尚未实施。建立月球基地（第三阶段）：在月球上建立长期科研基地，属于远期目标；目前，我国已经完成了“绕、落、回”的无人月球探测任务，后续将逐步推进载人登月和建立月球基地的计划。故选：A。 【归纳整理】 1. 火箭升空的动力来自燃料燃烧产生的高温高压气体向后喷出时产生的反作用力（力的相互作用）。 2. 多级火箭通过逐级分离空燃料舱减轻负担，可飞得更高、更远；长征五号是我国目前推力最大的运载火箭。 3. 人造地球卫星按用途分为科学卫星、技术试验卫星、应用卫星三类；中国空间站由天和、问天、梦天、神舟、天舟五个模块组成。 4. 嫦娥工程分“无人月球探测”“载人登月”“建立月球基地”三个阶段；无人月球探测已完成“绕、落、回”三期任务。 5. 天问一号通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测，使我国进入世界深空探测先进行列。 【课堂练习】 1.2025年4月27日神舟二十号航天员入驻中国空间站，中国空间站一天可以绕地球飞行很多圈。如图为中国空间站图片，中国空间站向所有联合国会员国开放。这一举措（　　） ①展现了中国航天越来越强大的实力 ②促使人类变相竞争利用太空 ③彰显了太空探索的中国责任与担当 ④有利于推动人类命运共同体的构建 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 【答案】D 【解答】解：中国空间站能够向所有联合国会员国开放，前提是中国航天技术达到了一定水平，这体现了中国航天实力的强大，①正确；中国空间站向所有联合国会员国开放是为了促进各国在太空领域合作交流，②排除；中国向所有联合国会员国开放空间站，为各国提供太空探索的平台，彰显了太空探索的中国责任与担当，③正确；通过开放空间站，加强各国在航天领域的合作，这符合人类命运共同体理念中倡导的合作共赢等内涵，有利于推动人类命运共同体构建，④正确。 故选：D。 2.．2022年底，中国空间站全面建成。它是人类继“礼炮1号”“和平号”空间站和国际空间站之后，建造的大型在轨空间实验平台。自古以来，人类对于太空的探索从未止步，这有利于（　　） ①了解地球宇宙环境 ②更好地开发利用太空资源 ③观测天体运动 ④占领太空范围 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 【答案】A 【解答】解：探索太空有助于人类更深入地了解地球所处的宇宙环境，如太阳系结构、宇宙辐射等，①正确；太空蕴含矿产资源、微重力环境等独特资源，探索可促进资源开发利用，②正确；空间站等平台能更精准观测行星运动、恒星演化等天体现象，③正确；占领太空违背和平利用太空的国际共识，人类探索太空从来不是为了占领太空范围，④排除。 故选：A。 3．我国太空探索，自20世纪60年代起稳步发展。经过多年努力，我国在空间站建设领域取得一系列突破和成就，为人类探索太空贡献了中国力量。下图为中国天宫空间站照片。人类开展太空探索的意义有（　　） ①推动科技进步 ②实现外星移民，缓解地球人口压力 ③认识宇宙环境对地球的影响 ④了解宇宙的起源与演化，探索生命的起源 ⑤建设火星、月球粮食生产基地，缓解粮食短缺问题 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．③④⑤ 【答案】C 【解答】解：总的来说，太空探索对人类有着重要的科学、技术、经济、政治和文化意义。人类开展太空探索可以推动科技进步，①正确；外星没有适合人类生存的条件，不能实现外星移民，②错误；太空探索可以认识宇宙环境对地球的影响，③正确；太空探索，可以了解宇宙的起源与演化，探索生命的起源，④正确；火星、月球上没有适合人类生存的条件，不能建设火星、月球粮食生产基地，⑤错误；故C①③④正确，ABD错误。 故选：C。 【课后作业】 1.书面：完成导学案全部填空；用简图或文字说明火箭升空的原理，并举例说明生活中力的相互作用。 2.观察任务：查找一则近期中国航天的新闻（火箭发射、空间站活动、嫦娥或天问任务等），写出其中涉及的科学知识。 3.（选做）小组合作：设计一份水火箭改进方案，从发射平稳性、牢固性、艺术性等角度提出优化措施。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $