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2.4 空间探索（第1课时） 学案
——火箭·中国空间站·月球与火星探索
班级：________ 姓名：________ 日期：________
一、学习目标
1. 理解火箭工作原理——利用力的相互作用→燃气反作用力推动火箭前进。
2. 通过气球实验类比→理解火箭动力来源。
3. 了解中国空间站构成、三步走战略和"太空抛物"实验的物理意义。
4. 了解嫦娥工程"绕落回"和天问一号火星探测成就。
二、课前预习
（一）火箭原理——从万户到长征五号
图1 万户与47支"飞龙"火箭→人类利用火箭升空第一人
1. ____世纪末，明朝能工巧匠____自制火箭驱动"飞船"升空→献出生命→月球背面环形山以他命名。____________________________
2. 长征五号运载火箭被称为"____"→是我国目前推力最____、运载能力最____的运载火箭。____________________________
（二）气球实验——火箭原理的类比
图2 气球+吸管+细绳→吹大气球→松开→气球飞驰
3. 实验现象：松开气球吹气口→气球向____运动→同时气体向____喷出。____________________________
4. 原理：物体间____是相互的→气球给内部气体向____的力→气体喷出→同时气体给气球向____的反作用力→推动气球前进。____________________________
5. 火箭与气球的类比：火箭燃料仓→相当于____；燃料燃烧产生高温高压气体→相当于____；气体从底部向后喷→相当于____→反作用力推火箭前进。____________________________
6. 火箭动力来源——准确说法：火箭升空→施力物体是____（选填"燃气"或"空气"）→因为____。火箭在真空中____（能/不能）飞行→因为反作用力不需要____作为介质。____________________________
（三）多级火箭——减负思想
图3 长征五号"胖五"多级火箭
7. 单级火箭问题：燃料有限→耗尽后____成为负担→限制飞行高度。____________________________
8. 多级火箭：前一级燃料耗尽→自动____→下一级____继续工作→逐级____→飞得____更____。____________________________
9. 典型的____级火箭→一级脱落→二级继续→三级将____送入目标轨道。____________________________
（四）水火箭——动手实践
10. 水火箭原理：向瓶内____→瓶内气压____→水从底部____喷出→____力推动火箭升空。与真正火箭原理____（相同/不同）→但工质是____而非____。____________________________
11. 探究问题：水火箭的飞行距离可能与哪些因素有关？____、____、____。____________________________
（五）中国空间站（CSS/天宫空间站）
图4 东方红一号→中国航天从无到有
12. ____年4月24日，我国第一颗人造地球卫星"____"发射成功→开创航天历史新纪元。____________________________
13. 中国航天工程三步走战略：第一步→发射____；第二步→突破出舱活动和____关键技术→发射____；第三步→建造____。____________________________
图5 中国空间站五模块构成
14. 中国空间站构成（五模块）：①____核心舱→统一调度；②____实验舱；③____实验舱；④____载人飞船（运输航天员）；⑤____货运飞船（运输物资）。____________________________
15. 设计指标：轨道高度____～____km→设计寿命____年→长期驻留____人→最大可扩展____舱组合体。____________________________
（六）"太空抛物"实验——牛顿第一定律验证
图6 王亚平水平抛出"冰墩墩"→近似匀速直线运动
16. 2022年天宫课堂→王亚平水平抛出"冰墩墩"→冰墩墩沿____方向做近似____直线运动。____________________________
17. 物理意义：空间站内→几乎完全失重→冰墩墩几乎不受____力→最接近____第一定律描述的____条件→"不受外力时→物体将保持____或____状态"。____________________________
（七）嫦娥工程——探月三步
图7 嫦娥工程→绕落回三步→载人登月
18. 嫦娥工程三个阶段：①"无人____探测"→②"____登月"→③"建立____"。____________________________
19. "无人月球探测"又分三期："____"（环绕月球）→"____"（着陆月球）→"____"（取样返回）→已全部完成（2007-2020）。____________________________
20. 2030年前→实现____人登陆月球→完成"____巡____研____"等多重任务。____________________________
（八）天问一号——火星探测
图8 天问一号→祝融号火星车
21. 2020年7月23日→____探测器发射升空→____号火星车2021年5月15日成功着陆火星。____________________________
22. 成就：一次任务完成"____+____+____"三大目标→我国成为世界第____个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。____________________________
我的疑问
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三、课堂探究
探究一：气球实验观察——说出哪是作用力、哪是反作用力
回顾实验：气球吹大→松手→气体向左喷出→气球向右运动。
(1)气球给气体的力→方向向____（左/右）。____________________________
(2)气体给气球的力→方向向____（左/右）。____________________________
(3)这两个力是一对________力→大小____→方向____→作用在____物体上。____________________________
(4)火箭类比：火箭给燃气的力→方向向____（上/下）；燃气给火箭的力→方向向____→推动火箭____。____________________________
探究二：判断——火箭上升的动力来源
判断以下说法的正误并纠正：
(1)"火箭上升→是因为火箭向下推空气→空气向上推火箭。"→____（对/错）。纠正：________________。____________________________
(2)"火箭能在真空中飞行→说明火箭动力不需要空气。"→____（对/错）。原因：________________。____________________________
(3)"火箭燃气的反作用力是使火箭上升的唯一动力来源。"→____（对/错）。____________________________
探究三：航天成就连线题
将以下事件与对应的名称连线：
事件描述 航天项目名称
第一颗人造地球卫星 A.天问一号
第一步载人飞船 B.东方红一号
火星探测器 C.嫦娥五号
月球取样返回 D.神舟五号
首个火星车 E.长征五号
推力最大的运载火箭 F.祝融号
首次实现月球背面着陆 G.嫦娥四号
答案：①____ ②____ ③____ ④____ ⑤____ ⑥____ ⑦____。（填字母）____________________________
探究四：科学问题vs非科学问题
判断下列哪些属于科学问题（能通过实验/观测验证）→在科学问题前打√：
（ ）A.月球背面好看吗？____________________________
（ ）B.月球土壤中含有哪些矿物成分？____________________________
（ ）C.月球基地可以用太阳能供电吗？____________________________
（ ）D.在月球上生活舒服吗？____________________________
（ ）E.如何从月壤中提取氧气？____________________________
属于科学问题的是：____→理由：________________。____________________________
四、例题学习
例题1 —— 火箭施力物体
搭载神舟十九号飞船的火箭点火后加速上升→使火箭上升的力的施力物体是（ ）
A.空气 B.地面 C.燃气 D.火箭自身
答案：____。分析：力的作用是____→火箭对____施加向下的力→____对火箭有向上的反作用力。____________________________
例题2 —— 平衡力判断
神舟十九号飞船绕地球匀速飞行→此时飞船受____的作用。（填"平衡力"或"非平衡力"）
答案：____。分析：虽然速度大小不变→但方向____→运动状态____→所以受____。____________________________
例题3 —— "冰墩墩"轨迹
空间站内→王亚平水平向右抛出"冰墩墩"→运动路线应为（ ）
A.向右斜上 B.向右斜下 C.抛物线 D.水平向右直线
答案：____。分析：失重状态下→几乎不受____→根据牛顿____定律→保持____。____________________________
五、课堂练习
A组 基础巩固
1. 火箭升空利用的原理是（ ）
A.空气的浮力 B.力的相互作用 C.万有引力 D.热空气上升
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2. 多级火箭逐级脱落的目的是（ ）
A.增大与空气的摩擦 B.减轻火箭飞行负担 C.美观 D.保护环境
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3. 嫦娥工程"无人月球探测"三步不含（ ）
A.绕 B.落 C.回 D.驻
____________________________
4. 中国空间站的核心舱是（ ）
A.梦天实验舱 B.问天实验舱 C.天和核心舱 D.神舟飞船
____________________________
5. 天问一号一次任务完成了（ ）
A.绕月 B.落月 C.绕落巡 D.取样返回
B组 能力提高
6. 判断："火箭升空时→喷出的燃气对火箭的推力大于火箭对燃气的力。"→____（对/错）。理由：________________。
7. 中国空间站目前是世界唯一在轨使用的空间站→若外国申请合作→你的态度是____。理由：（从科学合作和人类利益两方面回答）________________。
8. 补充完成人类飞天探索历程的时间线：14世纪末____（人物+事件）→19世纪60年代____→1970年____→2003年____→2020年____→2021年____。
六、课堂小结
完成填空：
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一、火箭：原理=________→燃气向____喷→____力向____推火箭。
二、关键：施力物体是____→不是空气！→可在____中飞行。
三、空间站：____核心舱+____实验舱+____实验舱+神舟+天舟。
四、嫦娥工程：____→____→____已完成→2030年前____。
五、天问一号：____号火星车→一次完成____+____+____。
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七、课后作业
1. 简答题：用"力的相互作用"知识→解释火箭升空的原理。要求：明确写出作用力与反作用力→以及施力物体和受力物体。
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2. 计算与思考：
(1)中国空间站轨道高度约420km→声波能传到空间站吗？电磁波呢？请解释原因。
(2)为什么"太空抛物"实验只能在中国空间站做→而不能在普通飞机上做？（提示：飞机有重力→冰墩墩会怎样？）
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3. 查阅资料题：
查阅嫦娥五号从月球带回的月壤→科学家从中发现了什么有意义的成果？写一篇100字左右的小短文。
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4. 实践挑战题（选做）：
制作一个简易水火箭（可用可乐瓶+气针+木塞+打气筒）→记录三次发射数据（水量/气压/距离）→分析"水量对射程的影响"。下节课分享你的数据和结论。
参考答案
（先独立完成再核对答案。）
二、课前预习 答案
1. 14/万户。
2. 胖五/大/强。
3. 右/左。
4. 力的作用/左/右→气体喷出方向与气球运动方向相反。
5. 气球/压缩空气/松手→反作用力。
6. 燃气→物体间力的作用是相互的（燃气对火箭有反作用力）。能→反作用力不需要空气作为介质。
7. 空燃料仓。
8. 脱落/点燃/减负/更高/更远。
9. 三/载荷。
10. 打气/增大/高速/反作用/相同/水/燃气。
11. 水量/气压（打气次数）/发射角度。
12. 1970/东方红一号。
13. 载人飞船/空间交会对接/空间实验室/中国空间站。
14. 天和/梦天/问天/神舟/天舟。
15. 400/450/10/3/六。
16. 水平/匀速。
17. 外/牛顿/不受力/静止/匀速直线运动。
18. 月球/载人/月球基地。
19. 绕/落/回。
20. 载/登/采/回。
21. 天问一号/祝融。
22. 绕/落/巡/二。
三、课堂探究 答案
探究一：(1)左。(2)右。(3)相互作用/相等/相反/不同。(4)下/上/上升。
探究二：(1)错→火箭上升是因为燃气给了火箭向上的反作用力。(2)对→反作用力不需要空气作为介质。(3)对。
探究三：①B ②D ③A ④C ⑤F ⑥E ⑦G。
探究四：属于科学问题的是B/C/E→理由：都能通过实验或观测客观验证→A和D是主观感受无法客观验证。
四、例题 答案
例1：C。相互/燃气/燃气。
例2：非平衡力。一直在改变/改变/非平衡力。（注：匀速≠匀速直线→绕圈方向改变→运动状态变！）
例3：D。外力/第一/匀速直线运动。
五、课堂练习 答案
A组：1.B。2.B。3.D。4.C。5.C。
B组：6.错→相互作用力大小相等（作用力与反作用力等大反向）。7.支持合作（开放答案合理即可）。8.万户飞天→凡尔纳设想大炮发射飞船→东方红一号→神舟五号（杨利伟）→嫦娥五号月壤返回→祝融号着陆火星。
七、课后作业 提示
1. 火箭燃料燃烧→产生高温高压燃气→向下喷出→火箭给燃气向下的力→燃气给火箭向上的反作用力→推动火箭升空。施力物体：燃气；受力物体：火箭。
2.(1)声波不能→太空真空不能传声/电磁波能→电磁波传播不需要介质。(2)飞机中有重力→冰墩墩水平抛出会做平抛运动→受重力向下弯曲→不会匀速直线。

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