九年級(jí)物理全冊 10.5 火箭課件 （新版）北師大版.ppt

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第五節(jié)火箭 第十章機(jī)械能 內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化 1 知識(shí)與技能 1 通過學(xué)習(xí)使學(xué)生了解火箭的工作原理 了解火箭是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的一種 2 了解現(xiàn)代火箭的構(gòu)造和特點(diǎn) 了解多級(jí)火箭是星際航行的運(yùn)載工具2 過程與方法 1 通過觀看火箭的結(jié)構(gòu)和發(fā)射方面的音像資料 使學(xué)生進(jìn)一步了解火箭的構(gòu)造和工作原理 明白火箭升空的方法 2 利用簡單物品 學(xué)生自制火箭 教學(xué)目標(biāo) 3 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1 通過了解我國古代和現(xiàn)代火箭的發(fā)展史 激發(fā)學(xué)生愛國熱情和學(xué)習(xí)物理的興趣 2 培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注科學(xué)技術(shù)的良好習(xí)慣 觀看 神舟 九號(hào)升空和回收過程提出問題 火箭是怎樣升空的 反沖 分析問題 1 牛頓第三定律 2 從能量的角度 內(nèi)能機(jī)械能噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類火箭發(fā)展史現(xiàn)代火箭的特點(diǎn)及用途現(xiàn)代火箭的燃料發(fā)射過程演示講解 教學(xué)流程 氣球內(nèi)充滿了氣體 把氣球的口松開 氣球內(nèi)的氣體以很快的速度向外噴出 噴出的氣體對氣球產(chǎn)生一個(gè)與噴氣方向相反的推力 使氣球飛出去 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)別 火箭發(fā)展史 火龍出水 火箭發(fā)展的歷史 三國時(shí)代的 燃燒箭 明代史記中記載的 神火飛鴉 1 火箭起源于中國 2 中華民族不但發(fā)明了火箭 而且還最早應(yīng)用了串聯(lián) 多級(jí) 和并聯(lián) 捆綁 技術(shù)以提高火箭的運(yùn)載能力 相傳在14世紀(jì)末期 中國有位名叫萬戶的人 他曾經(jīng)兩手各持一個(gè)大風(fēng)箏 請別人把自己綁在一把特制的座椅上 座椅背后裝有47支當(dāng)時(shí)最大的火箭 又稱 起火 他試圖借助火箭的推力和風(fēng)箏的氣動(dòng)升力來實(shí)現(xiàn) 升空 的理想 萬戶的勇敢嘗試雖遭失敗并獻(xiàn)出了生命 但他仍是世界上第一個(gè)試圖利用火箭的力量進(jìn)行飛行的人 為了紀(jì)念這位傳奇式的人物 國際上將月球表面的一個(gè)環(huán)形山以 萬戶 命名 萬戶飛天 3 20世紀(jì)初 著名科學(xué)家齊奧爾科夫斯基從理論上證明了多級(jí)火箭可以克服地球引力而進(jìn)入太空 并建立了火箭運(yùn)動(dòng)的基本數(shù)學(xué)方程 奠定了航天學(xué)的基礎(chǔ) 1942年10月3日 德國首次成功地發(fā)射了人類歷史上第一枚彈道導(dǎo)彈V 2 4 第二次世界大戰(zhàn)后 各國開始在導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上研制運(yùn)載火箭 中國火箭發(fā)展?fàn)顩r 中國自1956年開始 開始了現(xiàn)代火箭的研制工作 1970年4月24日長征1號(hào)運(yùn)載火箭誕生 首次發(fā)射東方紅1號(hào)衛(wèi)星成功 目前 中國長征系列運(yùn)載火箭已成功研制7個(gè)型號(hào) 長征二號(hào)C型 長征三號(hào)C型 長征1號(hào) 長征三號(hào)A型 長征三號(hào)B型 長征四號(hào)B型 現(xiàn)代火箭的特點(diǎn)及用途 早期的火箭主要用于戰(zhàn)爭 如今 人們更注重火箭的和平利用 例如 發(fā)射衛(wèi)星 運(yùn)送空間站等 三級(jí)火箭的每一級(jí)都像一支獨(dú)立的火箭 發(fā)射時(shí)先點(diǎn)燃第一級(jí)火箭 幾分鐘后這級(jí)火箭的燃料燃燒殆盡后自動(dòng)脫落 同時(shí)引燃第二級(jí)火箭 第二級(jí)火箭燃料燃盡后也脫落 第三級(jí)火箭開始工作 直到把衛(wèi)星 飛船等送到預(yù)定軌道 三級(jí)火箭像接力賽一樣 都是在前一級(jí)火箭加速的基礎(chǔ)上繼續(xù)加速 同時(shí) 由于每一級(jí)脫落后都能使剩余部分中有效負(fù)荷質(zhì)量的比例增加 火箭結(jié)構(gòu)部分的質(zhì)量在逐級(jí)減小 僅從這一點(diǎn)來看就比單級(jí)火箭優(yōu)越得多 為什么采用三級(jí)火箭 不采用4級(jí)火箭的原因 1 多級(jí)火箭采用的發(fā)動(dòng)機(jī)與1 2級(jí)火箭不同 級(jí)數(shù)越多 要求的技術(shù)越高 2 需要解決發(fā)動(dòng)機(jī)的高空啟動(dòng)技術(shù) 3 發(fā)射時(shí)的故障率隨火箭級(jí)數(shù)的增多而增長 例子 長征3號(hào)火箭一共發(fā)射12次 曾經(jīng)出現(xiàn)發(fā)射失敗的情況 其原因就是第3級(jí)火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)失敗或出現(xiàn)故障 現(xiàn)代火箭的燃料 固體火箭是如何推進(jìn)的 固體火箭的推進(jìn)劑為固體 這種推進(jìn)劑又稱為 火藥 將火藥鑄成塊狀 排放在箭體內(nèi) 占有大部分空間 固體火箭結(jié)構(gòu)簡單 制作方便 裝入火藥后可以長期存放 隨時(shí)可以點(diǎn)火 點(diǎn)燃后燃燒時(shí)間短 燃燒的激烈程度無法控制 發(fā)射時(shí)振動(dòng)大 因此它不適于發(fā)射載人的飛行器 多用于軍事方面 固體火箭推進(jìn)原理示意圖 液體火箭是如何推進(jìn)的 液體火箭的推進(jìn)劑為液體 燃料和氧化劑的組合情況很多 如酒精和液態(tài)氧 煤油和液態(tài)氧 液態(tài)氫和液態(tài)氧等 液體火箭燃燒時(shí)間長 便于控制 控制推進(jìn)劑的輸送 可以使火箭停火 重新點(diǎn)燃 從而控制火箭的飛行速度 操縱很方便 液體火箭的燃料不易儲(chǔ)藏 成本很高 它是進(jìn)行宇宙航行的主要交通工具 液體火箭推進(jìn)原理示意圖 一 飛船和運(yùn)載火箭在技術(shù)廠房按垂直組裝和垂直測試的一系列程序完成技術(shù)準(zhǔn)備工作后 整體垂直運(yùn)輸?shù)侥殠?并進(jìn)行最后的功能檢查 發(fā)射過程演示講解 二 一切準(zhǔn)備就緒后 火箭一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)及4個(gè)助推器同時(shí)點(diǎn)火 四 火箭繼續(xù)飛行 拋掉逃逸塔 三 火箭升空 開始程序轉(zhuǎn)彎 五 助推器分離 六 火箭一級(jí)二級(jí)分離 整流罩分離 七 二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī) 隨后船箭分離 八 飛船入軌 入軌后 飛船捕獲地球 建立軌道運(yùn)行姿態(tài) 展開太陽電池帆板并對太陽定向 九 飛船按預(yù)定軌道環(huán)繞地球飛行 十 軌道艙與返回艙分離 十一 建立返回制動(dòng)姿態(tài) 飛船制動(dòng)進(jìn)入返回軌道 返回艙降低至140km的高度時(shí) 推進(jìn)艙與返回艙分離 十二 在降至100km時(shí) 返回艙進(jìn)入再入姿態(tài)調(diào)整 約80km時(shí) 返回艙再入稠密大氣層 十四 在返回艙再入大氣層后 著陸場地面雷達(dá)站和測量站跟蹤捕獲目標(biāo) 測量返回軌道 預(yù)報(bào)返回艙著陸點(diǎn) 在約10km高度時(shí) 返回艙拋撒艙蓋 拉出引導(dǎo)傘和輔助引導(dǎo)傘 十三 進(jìn)入黑障區(qū)后 通信中斷 約40km高度時(shí) 離開黑障區(qū) 通信恢復(fù)