九年級物理全冊 10.5 火箭課件 （新版）北師大版.ppt

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第五節(jié)火箭 第十章機械能 內能及其轉化 1 知識與技能 1 通過學習使學生了解火箭的工作原理 了解火箭是噴氣式發(fā)動機的一種 2 了解現代火箭的構造和特點 了解多級火箭是星際航行的運載工具2 過程與方法 1 通過觀看火箭的結構和發(fā)射方面的音像資料 使學生進一步了解火箭的構造和工作原理 明白火箭升空的方法 2 利用簡單物品 學生自制火箭 教學目標 3 情感態(tài)度與價值觀 1 通過了解我國古代和現代火箭的發(fā)展史 激發(fā)學生愛國熱情和學習物理的興趣 2 培養(yǎng)學生關注科學技術的良好習慣 觀看 神舟 九號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 內能機械能噴氣式發(fā)動機的分類火箭發(fā)展史現代火箭的特點及用途現代火箭的燃料發(fā)射過程演示講解 教學流程 氣球內充滿了氣體 把氣球的口松開 氣球內的氣體以很快的速度向外噴出 噴出的氣體對氣球產生一個與噴氣方向相反的推力 使氣球飛出去 內能轉化為機械能 噴氣式發(fā)動機的分類空氣噴氣發(fā)動機火箭噴氣發(fā)動機區(qū)別 火箭發(fā)展史 火龍出水 火箭發(fā)展的歷史 三國時代的 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 而且還最早應用了串聯 多級 和并聯 捆綁 技術以提高火箭的運載能力 相傳在14世紀末期 中國有位名叫萬戶的人 他曾經兩手各持一個大風箏 請別人把自己綁在一把特制的座椅上 座椅背后裝有47支當時最大的火箭 又稱 起火 他試圖借助火箭的推力和風箏的氣動升力來實現 升空 的理想 萬戶的勇敢嘗試雖遭失敗并獻出了生命 但他仍是世界上第一個試圖利用火箭的力量進行飛行的人 為了紀念這位傳奇式的人物 國際上將月球表面的一個環(huán)形山以 萬戶 命名 萬戶飛天 3 20世紀初 著名科學家齊奧爾科夫斯基從理論上證明了多級火箭可以克服地球引力而進入太空 并建立了火箭運動的基本數學方程 奠定了航天學的基礎 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彈V 2 4 第二次世界大戰(zhàn)后 各國開始在導彈的基礎上研制運載火箭 中國火箭發(fā)展狀況 中國自1956年開始 開始了現代火箭的研制工作 1970年4月24日長征1號運載火箭誕生 首次發(fā)射東方紅1號衛(wèi)星成功 目前 中國長征系列運載火箭已成功研制7個型號 長征二號C型 長征三號C型 長征1號 長征三號A型 長征三號B型 長征四號B型 現代火箭的特點及用途 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 運送空間站等 三級火箭的每一級都像一支獨立的火箭 發(fā)射時先點燃第一級火箭 幾分鐘后這級火箭的燃料燃燒殆盡后自動脫落 同時引燃第二級火箭 第二級火箭燃料燃盡后也脫落 第三級火箭開始工作 直到把衛(wèi)星 飛船等送到預定軌道 三級火箭像接力賽一樣 都是在前一級火箭加速的基礎上繼續(xù)加速 同時 由于每一級脫落后都能使剩余部分中有效負荷質量的比例增加 火箭結構部分的質量在逐級減小 僅從這一點來看就比單級火箭優(yōu)越得多 為什么采用三級火箭 不采用4級火箭的原因 1 多級火箭采用的發(fā)動機與1 2級火箭不同 級數越多 要求的技術越高 2 需要解決發(fā)動機的高空啟動技術 3 發(fā)射時的故障率隨火箭級數的增多而增長 例子 長征3號火箭一共發(fā)射12次 曾經出現發(fā)射失敗的情況 其原因就是第3級火箭的發(fā)動機發(fā)動失敗或出現故障 現代火箭的燃料 固體火箭是如何推進的 固體火箭的推進劑為固體 這種推進劑又稱為 火藥 將火藥鑄成塊狀 排放在箭體內 占有大部分空間 固體火箭結構簡單 制作方便 裝入火藥后可以長期存放 隨時可以點火 點燃后燃燒時間短 燃燒的激烈程度無法控制 發(fā)射時振動大 因此它不適于發(fā)射載人的飛行器 多用于軍事方面 固體火箭推進原理示意圖 液體火箭是如何推進的 液體火箭的推進劑為液體 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 液體火箭燃燒時間長 便于控制 控制推進劑的輸送 可以使火箭停火 重新點燃 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藏 成本很高 它是進行宇宙航行的主要交通工具 液體火箭推進原理示意圖 一 飛船和運載火箭在技術廠房按垂直組裝和垂直測試的一系列程序完成技術準備工作后 整體垂直運輸到臍帶塔 并進行最后的功能檢查 發(fā)射過程演示講解 二 一切準備就緒后 火箭一級發(fā)動機及4個助推器同時點火 四 火箭繼續(xù)飛行 拋掉逃逸塔 三 火箭升空 開始程序轉彎 五 助推器分離 六 火箭一級二級分離 整流罩分離 七 二級發(fā)動機關機 隨后船箭分離 八 飛船入軌 入軌后 飛船捕獲地球 建立軌道運行姿態(tài) 展開太陽電池帆板并對太陽定向 九 飛船按預定軌道環(huán)繞地球飛行 十 軌道艙與返回艙分離 十一 建立返回制動姿態(tài) 飛船制動進入返回軌道 返回艙降低至140km的高度時 推進艙與返回艙分離 十二 在降至100km時 返回艙進入再入姿態(tài)調整 約80km時 返回艙再入稠密大氣層 十四 在返回艙再入大氣層后 著陸場地面雷達站和測量站跟蹤捕獲目標 測量返回軌道 預報返回艙著陸點 在約10km高度時 返回艙拋撒艙蓋 拉出引導傘和輔助引導傘 十三 進入黑障區(qū)后 通信中斷 約40km高度時 離開黑障區(qū) 通信恢復