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第五节　火箭 第十章 能及其转化 教学流程 喷气式发动机的分类 空气喷气发动机 火箭喷气发动机 区别 古现代火箭发展史 现代火箭的特点及用途 现代火箭的燃料 谢 谢！ * 教学目标： 1. 知识与技能 （1） 通过学习使学生了解火箭的工作原理， 了解火箭是喷气式发动机的一种 （2）了解现代火箭的构造和特点，了解多级 火箭是星际航行的运载工具 2. 过程与方法 （1）通过观看火箭的结构和发射方面的音像 资料，使学生进一步了解火箭的构造和工作原理，明白火箭升空的方法 （2）利用简单物品，学生自制火箭 3. 情感、态度、价值观 （1）通过了解我国古代和现代火箭的发展 史，激发学生爱国热情和学习物理的兴趣 （2）养成学生关注科学技术的良好习惯 观看神五升空和回收过程 提出问题：火箭是怎样升空的（反冲） 分析问题：（1）牛顿第三定律 （2）从能量角度：内能 机械能 喷气式发动机的分类 古现代火箭发展史 现代火箭的特点及用途 现代火箭的燃料 发射过程演示讲解 气球内充满了气体 把吹气口松开，气球内的气体以很快的速度向外喷出。 喷出的气体对气球产生一个向喷气的反方向的推力，使气球飞出去。 作用力与反作用力 内能转化为机械能 火龙出水 火箭发展的历史 三国时代 的“燃烧箭” 明代史记中记载的“神火飞鸦” （1）火箭起源于中国 （2）中华民族不但发明了火箭，而且还最早应用了串联（多级）和并联（捆绑）技术以提高火箭的运载能力。 相传在14世纪末期，中国有位称为“万户”的人，两手各持一大风筝，请他人把自己绑在一把特制的座椅上，座椅背后装有47支当时最大的火箭（又称“起火”）。他试图借助火箭的推力和风筝的气动升力来实现“升空”的理想。“万户”的勇敢尝试虽遭失败并献出了生命，但他仍是世界上第一个想利用火箭的力量进行飞行的人。今天，为了纪念这位传奇式的人物，国际上将月球表面东方海附近的一个环形山以“万户”命名。 “万户飞天” （3）20世纪初，俄国著名科学家齐奥尔科夫斯基从理论上证明了多级火箭可以克服地球引力而进入太空，并建立了火箭运动的基本数学方程，奠定了航天学的基础。 ?1942年10月3日，德国首次成功地发射了人类历史上第一枚弹道导弹 -V-2 。 （4）第二次世界大战后在导弹的基础上开始发展运载火箭。 中国火箭发展状况 中国自1956年开始，展开现代火箭的研制工作。 1970年4月24日长征1号运载火箭诞生，首次发射东方红1号卫星成功 。 目前，中国长征系列运载火箭已研制成功7个型号。 长征二号C型 长征三号C型 长征1号 长征三号A型 长征三号B型 长征四号B型 早期的火箭主要用于战争 而今人们更注重它的和平利用。例如发射卫星、运送空间站等等。 三级火箭的每一级都像一支独立的火箭。发射时先点燃第一级火箭，几分钟后这级火箭的燃料烧尽自动脱落，同时引燃第二级火箭，第二级火箭燃料烧尽后也脱落，第三级火箭开始工作，直到把卫星、飞船等送到预定轨道。 三级火箭像接力赛一样，都是在前一级的速度基础上再加速。同时，由于每一级脱落后都能使剩余部分中有效载荷的质量的比例增加，火箭结构部分的质量在逐级减小，仅从这一点来看就比单级火箭优越得多。 制导与控制系统 动力系统 第3级火箭 第2级火箭 第1级火箭 有效负荷 不采用4级火箭的原因 多级火箭采用发动机与1、2级火箭不同，级数越多，要求的技术越高。 2. 需要解决发动机的高空启动技术。 3. 发射时的故障率以级数成几何增长。 例子：长征3号火箭一共发射12次，其中，第1、8、11次失败，原因就是第3级火箭的发动机发动失败及出现故障。 固体火箭是如何推进的？ 固体火箭的推进剂为固体，这种推进剂又称为“火药”，火药铸成块状，排放在箭体内，占了大部分空间。固体火箭结构简单，制作方便，装入火药后可以长期存放，随时可以点火；点燃后燃烧时间短，燃烧的激烈程度无法控制，发射时震动大，因此它不适于发射载人的飞行器，多用于军事方面。 固体火箭推进原理示意图 仪器舱 燃料 燃料室 氧化剂 泵 喷口 液体火箭是如何推进的？ 液体火箭的推进剂为液体，燃料和氧化剂的组合情况很多，如酒精和液态氧、煤油和液态氧、液态氢和液态氧等。液体火箭燃烧时间长，便于控制，控制推进剂的输送，可以使火箭停火、重新点燃，从而控制火箭的飞行速度，操纵很方便。液体火箭的燃料不易储藏，成本很高。它是进行宇宙航行的主要交通工具。 液体火箭推进原理示意图 仪器舱 燃料 燃料室 氧化剂 泵 喷口 一、飞船和运载火箭在技术厂房按垂直组装和垂直测试的一系列程序完成技术准备工作后，整体垂直运输到脐带塔，并进行