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(共43张PPT)
第4节 空间探索
（第1课时）
浙教版八年级科学上册
第2章 力与空间探索
学习目录
火箭
1
学习目标
科学观念
科学思维
探索实践
态度责任
介绍火箭的历史发展，结构从简单到复杂，功能从 弱小到强大，同时分析火箭的发射原理，了解水火 箭的工作原理，建立完整的科学观念，
培养学生理解力的作用是相互的，把这一原理用到火箭发射，培养和提升科学思维。
通过实验探究让学生明白气球运动的工作原理， 即力的作用是相互的，培养学生的动手能力
通过水火箭制造和发射实验，激发学生学习兴趣 提高学生对尖端科技的发明创造的热情，为国奉 献的高尚情操和责任。
课堂导入
2019年底，我国长征五号遥三重型运载火箭成功发射，把8t的“实践二十号”卫星送入高度约为3.6万米的地球同步轨道，标志着我国拥有完善的重型火箭发射技术。那么,火箭升空时的动力来自哪里
PART 01
火箭
新知讲解
一、火箭
自古以来，人们一直梦想着有朝一日能在太空中遨游。尽管太阳系中的行星和卫星要比其他恒星距离我们近得多，但是它们离我们的距离仍然很远。如何才能到达那么远的行星上
其实，人类一直在进行探索。
一、火箭
14世纪末，我国能工巧匠万户利用自制火箭驱动“飞船”升空飞行
19世纪60年代，法国著名科幻作家凡尔纳(J.Verne)设想用大炮将一艘宇宙飞船发射到月球。
随着科技的进步，人们的飞天梦终于得以实现。20世纪末，科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或到达太阳系的某些行星。
1.如图2.4-1所示，把吸管穿在细绳上，把细绳拉紧，并用胶带把气球粘在吸管上。
图2.4-1 飞驰的气球
2.把气球吹大，用手捏紧气球的吹气口。
3.将另一只手放在吹气口的右方，松开吹气口，观察气球的运动情况，感受气球喷出的空气所产生的力。
4.重复步骤2和3。
5.分析气球运动的动力来源。
气球往右边移动，同时另一只手感到气体向左喷出，即有向左的 力。重复步骤2、3,实验现象是一样的
实验表明，推动气球向前运动的动力来自气球内向后喷出的气体。因为物体间力的作用是相互的，气球给其内部的气体施加一个作用力使之向后喷出的同时，喷出的气体也给气球施加一个反作用力，这个反作用力推动气球前进。
一、火箭
火箭的工作原理与气球非常相似，它也是借助释放气体的反作用力向前运动。由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体，这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时，就会产生一个反作用力，这个反作用力推动火箭向前运动。
一、火箭
火箭的工作原理
一枚火箭携带的燃料有限，燃料耗尽后燃料仓变空。空的燃料仓若不被扔掉，就会成为火箭后续飞行的负担。如果把火箭中变空的燃料仓分离出来扔掉，可以使火箭飞得更高、更远。为此，科学家研制出多级火箭。
我国目前用于发射神舟系列飞船的长征二号、长征五号系列火箭都是多级火箭，特别是被人们亲切地称为“胖五”的长征五号运载火箭，是我国目前推力最大、运载能力最强的运载火箭。
一、火箭
多级火箭
一、火箭
多级火箭运行方式
典型的多级火箭有三级，前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上 脱落，下一级火箭点燃接替工作，继续为火箭飞行提供动力。最 后将携带的承载物运送到目的地
万户与古代火箭
万户，本名陶成道，是我国明朝时期的一名能工巧匠，他是世界上利用火箭升空的第一人。他设计并制造了一种“飞龙”火箭，这种火箭用引信点燃后，可飞行约1 km,万户试图用火箭做空中飞行。一天，他坐在带有两只大风筝的木质“飞船”里，“飞船”的周围绑上47支“飞龙”火箭，设想等火箭升空后就用风筝飞行。“飞龙”将万户带上天空，但不久“飞船”就坠落到山脚，万户为此献出了生命。1959年，国际天文学联合会用他的名字命名了月球背面的一座环形山，以纪念这位火箭飞行的先驱者。万户这种勇于探索、为科学献身的精神，值得我们学习。
1.材料器具：可乐瓶，剪刀，小刀，木塞，球类气针，圆珠笔芯，订书机，双面胶，彩色装饰纸，火箭发射器。
2.动手制作：根据小组讨论确定的设计方案，制作水火箭。
3.发射火箭：选择一个空旷的场地，对水火箭进行发射试验。
4.活动记录：把测试情况填入下表中。
次数 水火箭里水的质量/g 水火箭的 总质量/g 发射角度 发射距离/m
1
2
3
4
5
6
5.展示交流：分析优点和不足，进一步改进和优化水火箭。
课堂练习
2024年10月30日，神舟十九号载人飞
船冲向宇宙，约6.5h 后与空间站组合体完成自主快速交会对接。
(1)点火后，搭载神舟十九号飞船的火箭开始加速上升，则能够使 火箭上升的力的施力物体为 (选填“空气”或“燃气”)。
(2)对接前，神舟十九号飞船绕地球匀速飞行，此时飞船受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【答案】(1)燃气 (2)非平衡力
【解答】(1)火箭发射时向相反的方向喷射高温燃气，即火箭对高 温燃气有一个向下的力的作用，由于物体间力的作用是相互的， 所以燃气对火箭有一个向上的力的作用，使得火箭上升，故使火 箭上升的力的施力物体是燃气；
(2)对接前，神舟十九号飞船绕地球匀速飞行，但运动方向一直在 改变，即运动状态在不断改变，所以此时飞船受非平衡力。
PART 02
中国空间站
新知讲解
1970年4月24日，第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了中国航天历史的新纪元。几十年来，我国航天事业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。
二、中国空间站
中国空间站是我们的太空家园，为我国科学家进行长期的、大规模的空间科学实验、技术试验研究提供条件，能够极大地促进空间科学、生命科学等空间技术发展，辐射带动相关领域技术创新。空间站也可以为我国提供更精准、更丰富的情报信息，提高各个领域的监视能力，同时还可以用于测试和验证一些军事技术和装备，提升我国的国防实力和国际地位。
二、中国空间站
1992年9月21日，我国政府决定实施载人航天工程，确定了三步走的发展战略，如图2.4-6所示。
二、中国空间站
发射载人飞船(即神舟系列飞船),建 成初步配套的试验性载人飞船工程， 开展空间实验
发射载人飞船(即神舟系列飞船),建 成初步配套的试验性载人飞船工程， 开展空间实验
发射载人飞船(即神舟系列飞船),建 成初步配套的试验性载人飞船工程， 开展空间实验
图2.4-6 中国航天工程三步走战略
第一步
第二步
第三步
中国空间站(China Space Station,简称CSS,又称“天宫空间站”)是我国的国家级太空实验室。中国空间站的轨道高度为400～450km,倾角42～43度，设计寿命为10年，长期驻留3人，最大可扩展为180t级六舱组合体，以进行较大规模的空间应用。
二、中国空间站
设计指标
如图所示，中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船(神舟系列飞船)和货运飞船(天舟系列飞船)五个模块组成。各飞行器具备独立的飞行能力，又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体，在核心舱统一调度下协同工作，完成空间站承担的各项任务。
二、中国空间站
构成
说明力和运动关系的“太空抛物”实验
2022年3月23日，中国空间站“天宫课堂”开课，“太空教师”王亚平、叶光富演示了“太空抛物”实验。如图2.4-8所示，在空间站里，王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件，“冰墩墩”被抛出后几乎不受外力作用影响，接连几个“空翻”画出一条直线径迹，保持近似的匀速直线运动，最后稳稳地站在叶光富的手中。“太空抛物”实验展示了牛顿第一定律所描述的现象。
中国空间站作为我国的国家太空实验室，可以推动我国载人航天事业跻身世界前列，牵引我国空间科学与技术的深入发展，为人类的太空探索和空间技术进步贡献中国力量。
科学拓展
中国空间站是目前唯一在轨使用的空间站，很多国家申请希望和我国一起共同开发利用空间站，来探索宇宙的奥秘。面对这样的申请，你的态度如何 为什么
课堂练习
“冰墩墩”上太空了!2022年3月23日下午“天宫课堂” 第二课在中国空间站开课。王亚平老师为我们演示了牛顿第一定 律——太空抛物实验。当“冰墩墩”在“失重”的状态下被水平向右推出，下列哪幅图是冰墩墩被推出后的运动路线（ ）
【答案】D
【解答】太空中接近完全失重状态，沿水平方向推出的“冰墩墩”由于 惯性，保持原来的运动状态，故“冰墩墩”会在水平方向做匀速直线
运动。
PART 03
探索月球和火星
新知讲解
20世纪60年代，人类开始月球探索。2004年，我国开启月球探测工程——“嫦娥工程”。“嫦娥工程”分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
“无人月球探测”工程分“绕”“落”“回”三期。“绕”“落”“回”分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回的无人探测任务。2007年至2020年之间，已有5个嫦娥系列的探测器奔赴月球，“绕”“落”“回”三期任务已圆满完成。
三、探索月球和火星
2023年5月，我国“载人登月”阶段任务也已启动实施，总体目标是在2030年前实现载人登陆月球，并开展月球科学考察及相关技术试验，掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术，完成登”“巡”“采”“研”“回”等多重任务。
三、探索月球和火星
不久的将来，在完成载人登月的基础上，我国将建立“月球基地”,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证，推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展，深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识，为月球科学的发展贡献中国智慧。
三、探索月球和火星
“建立月球基地”
2020年4月24日是第五个“中国航天日”,中国行星探测任务被命名为天问系列，首次火星探测任务被命名为天问一号。天问一号探测器由一部轨道飞行器和一辆火星车构成，并于2020年7月23日发射升空，祝融号火星车在2021年5月15日成功着陆
三、探索月球和火星
火星表面，对火星表面进行巡视探测。天问一号探测器升空，实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标，使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测，实现了中国在深空探测领域的技术跨越，从而进入世界深空探测先进行列。
三、探索月球和火星
到目前为止，人类的航天探测器已经访问了几乎所有的太阳系行星，帮助科学家解开了太阳系的许多奥秘。它们还探测了许多卫星、小行星和彗星，这些探测器收集的信息给科学家带来了许多新的发现，让人类对不同行星及其周围的环境有了新的认识。
三、探索月球和火星
课堂练习
2023年7月，我国公布载人登月初步 方案，计划2030年前把航天员送上月球开展科学探索，其后将探 索建造月球科研试验站。下列不属于科学问题的是 ( )
A.月球上看到的地球美丽吗
B. 如果有水和空气等适宜条件，月球土壤本身适合种植蔬菜吗
C. 在月球上适合提供给科研试验站的能源有哪些种类
D. 如何利用月球自身资源获得水和氧气
【答案】A
【解答】科学问题是指一定时代的科学家在特定的知识背景下提 出的关于科学知识和科学实践中需要解决而尚未解决的问题。 月球上看到的地球美丽吗 不属于科学问题；B、C、D 属于科学问题。
PART 04
课堂总结
课堂总结
课堂总结
PART 03
练习与应用
2007年10月24日18时05分，中国以一种前所未有的激情派使者出访月球，围绕月球进行一年的探测．使者与月宫仙女同名，出发点是西昌卫星发射中心，托举她的是航天人精心挑选的一位大力士──长征3号甲运载火箭．护驾的还有为中国载人航天工程立下赫赫战功的航天测控网和国家天文台的观天“巨眼”．你知道这位使者是谁吗（　　）
A．嫦娥一号 B．阿波罗一号 C．神舟五号 D．神舟六号
练习与应用
【答案】A
【解答】2007年10月24日18时05分，中国以一种前所未有的激情派嫦娥一号出访月球，围绕月球进行一年的探测。
故选：A。
2005年10月12日9时39分，中国成功发射的载人航天飞行器为（　　）
A．神舟四号 B．神舟五号 C．神舟六号 D．神舟七号
练习与应用
【答案】C
【解答】2005年10月12日9时许，我国自主研制的神舟六号载人飞船，在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道。
故选：C。
PART 04
提升训练
说一说你了解的我国近年来在航天事业建设方面取得的主要成就。
提升训练
【答案】我国在航天技术领域取得的主要成就：1.1964年6月，自行研制的运载火箭腾空而起，在我国航天史上写下了光辉的一页2.1970年，我国用长征号运载火箭，成功地发射了第一颗人造地球卫星——东方红1号，成为继苏联、美国、法国、日本之后，世界上第五个能独立发射人造地球卫星的国家。3.1999年，我国成功发射第一艘无人飞船“神舟一号”。4.2003年，我国第一艘载人飞船“神舟五号”发射成功，飞行员是杨利伟。继苏联和美国后，我国成为了第三个把人类送入太空的国家。5.2005年10月12日上午9点整“神舟”六号载人飞船发射成功。6.2008年9月25日，“神舟”七号载人飞船发射成功，并首次进行出舱作业的飞船，突破和掌握出舱活动相关技术。7.2011年9月29日，中国第一个目标飞行器和空间实验实“天宫一号”发射成功。8.2011年11月3日1时36分，天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船完成首次交会对接。

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