资源简介

(共22张PPT)
研究航天服
跨学科实践
第八章 压 强
（沪粤版）八年级
下
01
激趣导入
1971年的6月30日，在苏联航天局工作人员打开归来的联盟号舱门的时——三名航天员此刻安静地躺在舱内失去了声息。
原来在返回舱向地球进发的时候，一个处在轨道舱和返回舱之间的通气阀门意外开启，造成舱内的气压出现了恐怖的变化，即使航天员试图让舱内压力维持正常，但最终也没有获得成功，因为他们在完成操作前就昏迷了。
航天服有多重要？——苏联“联盟11号”的悲剧敲响警钟
01
激趣导入
航天服有多重要？——苏联“联盟11号”的悲剧敲响警钟
后来人们整个事件进行了模拟回顾，处在轨道舱和返回舱之间的通气阀门意外开启，让航天员们昏迷得比想象中更快，因为在阀门漏气之后，舱内气压和氧气的变化，大约在15秒就昏迷了，然后在50秒左右就死亡了。
关于这场发生在上世纪的悲剧，让人们意识到：如果他们穿戴航天服，可能就能避免这场悲剧……
究竟航天服有多重要呢？
活动主题
2021年8月20日14时33分，经过约6h的出舱活动，“神舟十二号”航天员乘组密切协同，圆满完成了出舱活动期间全部既定任务。
活动主题
这次出舱活动进一步检验了我国研制的“飞天”新一代舱外航天服的功能、性能，令世人瞩目。
活动主题
航天服的功能和性能是什么？它的结构是怎样的？它有哪些分类？它的发展进程是怎样的？那么我们如何
方案制定与实施
　从有关航天服的问题出发，查找信息和资料，了解我国航天服的结构、功能和性能以及发展历程。
类型
功能
结构
发展历程
航天服分为舱内航天服和舱外航天服
方案制定与实施
舱内航天服
舱外航天服
舱内航天服是航天员在航天器内使内使用的航天服。
航天员在航天器发射、返回和在轨道运行期间发生密闭舱失压等事故时，必须穿上舱内航天服。
航天服因具有充压和加压的重要功能，将起到保护航天员生命安全的关键作用，在人体周围创造适宜人生存和工作的微小气候环境，用于防护低压环境对人体的危害，如有需要也可增加对高温、低温或有害气体环境对人体危害的防护作用，如果应急救生时间较长，根据需要航天服还具有收集和储存航天员尿液的功能。
方案制定与实施
舱内航天服
舱外航天服实际上是最小的载人航天器，是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的防护装备。
舱外航天服除了具有舱内航天服所有的功能外，还增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能，在服装内增加了液冷系统(液冷服)，以保持人体的热平衡，并配有背包式生命保障系统。
舱外航天服由于造价不菲，也被称为“最贵的服装”
方案制定与实施
成果展示与交流
采用文字、图片、图表、视频等多种形式呈现成果，制作演示文稿在班上进行展示交流，对自己在活动中的表现及收获进行自我评价，与其他同学进行互评。
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随堂练习
1、当航天员身着航天服在地面上行走时，航天服很沉重；而当航天员在太空出舱行走时，却让人感觉航天服轻飘飘的。当航天服从地球带到太空中其（　　）
A．重力不变 B．重力变大
C．质量不变 D．质量变小
C
2、航天员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上舱内航天服，在舱外必须穿舱外航天服。我国航天员的舱外航天服（如图所示）是由我国科学家研制的新型航空材料做成的，该材料主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列关于该材料的相关叙述不正确的是：（　　）
A．它耐高温、抗氧化
B．它比钢铁轻，但质地较脆
C．它具有防静电作用
D．它是一种新型无机非金属材料
B
3、航天员穿着航天服操作胸前的按钮时会有视野盲区，工程师在航天服的袖子上安装了两个小面镜，使航天员可以通过镜子看到按钮，解决视线受阻的问题，下列与造成“视野盲区”的原因及小面镜所应用的物理知识一致的是（　　）
A．①和② B．①和③
C．③和④ D．②和④
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随堂练习
A
4、2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，标志着我国载人航天进入新的发展阶段。下列说法错误的是（　　）
A．航天材料：飞船外壳用到的钛合金具有熔点高、密度小的特点
B．服装材料：舱外航天服使用的氯丁橡胶作为一种合成橡胶，属于天然高分子材料
C．生命保障：已知航天食品中包含牛肉和蔬菜，其中蔬菜主要为航天员提供维生素
D．能源系统：太阳能电池板能将太阳能直接转化为电能，供舱内各种电子设备使用
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随堂练习
B
5、电影《流浪地球》上映后引起了一场全民科普热。航天员身穿航天服从地球出发到达月球，在月球上，航天员将信息传回地面控制中心利用的是（　　）
A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线
03
随堂练习
A
6、如图所示，我国自主研制的航天服的手套上面布满橡胶颗粒，使航天员在执行任务时更容易抓取工具，下列跟此摩擦力影响因素相同的是（　　）
A．为了防止传动带打滑，需要把皮带张紧些
B．黑板上的粉笔字不容易擦干净时，双手用力按黑板擦擦黑板
C．自行车轴承中装有滚珠
D．在汽车轮胎上装防滑链
D
7、中国“神七”载人飞船航天员翟志刚，身上穿中国自行研制的第一套“飞天”舱外航天服，首次在茫茫太空中“亮相”，实现了中国人的飞天梦．根据太空的环境，在下列功能中，这种“飞天”舱外航天服就不具备的有是（　　）
A．控制温度、湿度
B．与外界气体交换、收集太空水分
C．供给氧气、控制气压
D．抗太空辐射、无线通讯
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随堂练习
B
8、下面关于太空生活的说法中合理的是（　　）
A．太空中分子间不存在相互作用的引力或斥力
B．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能
C．为方便统一控制，航天器中各工作单元的电路都应采用串联方式
D．航天员舱外作业时应穿航天服，可以有效的阻止温度的传递
B
9、我国“飞天”舱外航天服有一个特别的设计：胸前一些设备按钮上的文字标识是反的（如图甲）。这是因为航天员通过头盔面窗观察胸前的设备时有视野盲区，这时航天员可以通过手套上的反光镜（如图乙）来观察，航天员看到的字就是正的。如图丙，某次操作时，航天员的眼睛在A处，请作出航天员通过反光镜观察按钮B的光路图（保留必要作图痕迹）。
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随堂练习
10、2024年6月2日，嫦娥六号实现了人类首次月球背面采样。为了帮助登月航天员尽快适应月球的低重力环境，航天员可以利用浮力水槽训练。训练用的航天服完全密封，且充入适当气体，以保证其在水中的体积不会被压缩，如图所示。已知某航天员穿上航天服在浮力水槽中训练时，他与航天服受到的总重力为1710N，航天服浸没在水中时排开水的体积为0.15m3（不含配重），ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg,求：
03
随堂练习
（1）航天员在水中5m深处受到水的压强；
（2）航天员穿着航天服浸没在水中时对水平池底的压力；
11、阅读下列材料，回答问题：
航天服是航天员在太空中执行任务时穿着的特殊服装，主要用于保障航天员的生命安全和工作能力。
一、航天服的分类
二、航天服的构造
航天服在结构上分为多层，主要包括以下几种结构。
内衣舒适层：提供穿着的舒适性和透气性。
保暖层：用于保持航天员的体温。
通风服和水冷服（液冷服）：通过循环冷却水或其他冷却介质，带走航天员身体产生的热量，保持体温稳定。
气密限制层：确保航天服内部气压的稳定，防止外界气体进入。
隔热层：防止太空中的极端温度对航天员造成影响。
外罩防护层：保护航天员免受微流星、宇宙射线等的伤害。
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随堂练习
三、航天服的制作和装配
制作周期：以舱外航天服为例，仅做一副舱外航天服下肢限制层需要260多个小时，而装配一套舱外服需要近4个月。
特殊部件：如头盔面窗，其制作需要经过多道工序，包括承压材料的选择、测试，密封加缝合等，确保航天员的生命安全。
四、航天服的作用
保持航天员的体温：通过保暖层和液冷服实现。
保持压力平衡：通过气密限制层确保航天服内部气压与地球相似。
阻挡强而有害的辐射：通过隔热层和外罩防护层实现。
通信与联络：通过电磁波实现。
处理航天员的排泄物：航天服内部配备有相应的收集和处理系统。
提供氧及抽去二氧化碳：航天服的生命维持系统能够确保航天员在太空中的呼吸需求。
航天服是航天员在太空中执行任务时不可或缺的装备，其设计和制造充分体现了人类科技的进步和创新。随着人类对太空探索的深入，航天服的技术也将不断发展和完善。
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随堂练习
（1）与在地球上相比，航天员在太空上的质量 ，受到的重力 。（均选填“变大”“不变”或“变小”）
（2）出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳。当航天员意外漂离轨道舱时，可拉着绳子返回轨道舱。这利用了物体间力的作用是 的和力可改变物体的 。
（3）地球被厚达80～100km的大气包围着，大气具有质量，并和液体一样具有流动性，所以地球大气层内存在大气压强。因此，我们可以推断出舱的航天员所处太空环境应该 （选填“有”或“没有”）大气压强。
（4）若不穿舱外航天服只穿便服，且携带氧气瓶，航天员能否走出舱外活动？ （选填“能”或“不能”），理由是
。
（5）假如让你设计一件舱外航天服，你所设计的航天服应具备的功能有① ；② ；③ 。（写出三条即可）
不变
变小
相互
运动状态
没有
不能
环境存在真空、高低温、太阳辐射和微流星等危险因素，便服无法抵御这些环境因素对人体的危害
提供适宜的温度环境
维持压力平衡
防护辐射和微流星
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