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10.5 火箭 教學目標 【知識與能力】 1.了解火箭的工作原理，知道火箭是噴氣式發(fā)動機的一種。 2.了解現(xiàn)代火箭的構(gòu)造和特點，了解多級火箭是星際航行的運載工具。 【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，進一步了解火箭的結(jié)構(gòu)與工作原理，明白火箭升空的方法。 2.通過上網(wǎng)和利用圖書資料查找我國長征系列火箭的相關(guān)資料，進行討論與交流，使學生掌握收集信息和整理信息的方法。 【情感態(tài)度價值觀】 1.通過了解我國古代和現(xiàn)代在火箭研究方面取得的巨大成就以及現(xiàn)代火箭在航天方面的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學生的愛國熱情和學習物理的興趣，使學生樹立為祖國航天事業(yè)發(fā)展而努力發(fā)奮學習的遠大志向。 2.通過對火箭知識的學習進一步認識科學技術(shù)在認識自然中的重要作用，使學生養(yǎng)成關(guān)心社會重大問題，關(guān)注科學技術(shù)發(fā)新進展和新思想的良好習慣。 教學重難點 【教學重點】 1.利用關(guān)鍵詞在網(wǎng)站中搜索火箭的相關(guān)知識。 2.將利用網(wǎng)絡(luò)獲取的相關(guān)知識進行交流和討論。 【教學難點】 利用搜索引擎快速而又準確地檢索到有關(guān)火箭的文字和視頻信息并交流討論。 教學過程 一、新課引入 （萬戶的故事）最早的載人火箭的記錄是明代一名叫萬戶的人，他坐在綁有幾十支火箭的椅子上，手拿兩個大風箏，叫人點燃火箭，想使自己飛上天去，但他失敗了，而且為此獻出了生命。他的為科學獻身的精神是令人敬佩和值得我們學習的。人們?yōu)榱思o念萬戶的英雄壯舉，把月球上一個環(huán)形山命名為“萬戶山”。 二、新課教學 1.火箭發(fā)展的歷史 早期的火箭主要用于戰(zhàn)爭，火箭的歷史已有約９００多年。 （1）火箭起源于中國 三國時代的“燃燒箭” 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）和并聯(lián)（捆綁）技術(shù)以提高火箭的運載能力。 展示現(xiàn)代火箭的圖片。 2．火箭升空的原理 火箭使用的是噴氣式發(fā)動機。它的燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體，這種氣體從尾部以極高的速度噴出，同時產(chǎn)生很大的反作用力推動機身向前運動。由于它不需要像活塞、曲軸那樣的傳動裝置，從而減少了能量的損失，大大的提高了機身的飛行速度。 3．噴氣式發(fā)動機的分類 噴氣式發(fā)動機分為空氣噴氣發(fā)動機和火箭噴氣發(fā)動機。前者只攜帶燃料，它需要利用外界空氣來助燃，飛行高度受一定限制。后者本身帶有燃料和氧化劑，不需要依靠外界空氣來助燃，因此，飛行高度不受限制。 4．火箭的結(jié)構(gòu)和特點 現(xiàn)代火箭使用的燃料為液體燃料（液氫），主要有燃料箱、氧化劑、輸送裝置和尾部噴口組成。 現(xiàn)代火箭的特點是功率巨大，不僅可以在高空飛行，還可以飛出大氣層。 多級火箭可以作為星際航行的運載工具。 5．現(xiàn)代火箭的推進原理 輸送系統(tǒng)按時按量地把燃料和氧化劑輸送到燃燒室中，最初用電火花點燃，產(chǎn)生高溫、高壓氣體，隨后進入燃燒室內(nèi)的燃料和氧化劑，由于燃燒室內(nèi)的溫度已高，從而可以自行燃燒。燃燒產(chǎn)生的氣體已很大的速度從噴口噴出，同時對火箭產(chǎn)生很大的反沖推力，使火箭前進。 火箭中能量的轉(zhuǎn)化：燃料的化學能燃燒時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，推動火箭做功時，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 6．三級火箭 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(chǔ)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(zhì)量的比例增加，火箭結(jié)構(gòu)部分的質(zhì)量在逐級減小，僅從這一點來看就比單級火箭優(yōu)越得多。 不采用更多級火箭的原因 （1）級數(shù)越多，要求的技術(shù)越高。 （2）需要解決發(fā)動機的高空啟動技術(shù)。 （3）發(fā)射時的故障率隨火箭級數(shù)的增多而增長。 例子：長征3號火箭一共發(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級火箭的發(fā)動機發(fā)動失敗或出現(xiàn)故障。 介紹： 長征系列運載火箭是中國自行研制的航天運載工具。長征運載火箭起步于20世紀60年代，1970年4月24日“長征一號”運載火箭首次發(fā)射“東方紅一號”衛(wèi)星成功。 長征火箭已經(jīng)擁有退役、現(xiàn)役共計4代17種型號。 長征火箭具備發(fā)射低、中、高不同、地球軌道不同類型衛(wèi)星及載人飛船的能力，并具備無人深空探測能力。截至2017年7月2日，我國長征系列運載火箭已飛行250次，發(fā)射成功率達94.40%。 板書設(shè)計 1．噴氣式發(fā)動機的原理： 燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體，這種氣體從發(fā)動機尾部以極高的速度噴出，同時產(chǎn)生很大的反作用力，推動機身向前運動。 2．噴氣式發(fā)動機的分類： 空氣噴氣發(fā)動機：只攜帶燃料，需外界空氣助燃，飛行高度受限制。 火箭噴氣發(fā)動機：攜帶燃料和氧化劑，不需要外界空氣助燃，飛行高度不受限制。 3．液體火箭的主要組成：燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室、尾部噴口。 4．現(xiàn)代火箭的特點：功率巨大。 5．火箭中能量的轉(zhuǎn)化：燃料的化學能燃燒時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，推動火箭做功時，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 - 3 -