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第十章 機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化
第5節(jié) 火箭
1.了解火箭工作原理。
2.了解現(xiàn)代火箭的構(gòu)造和特點等。
學習目標
火箭是靠什么升空的？
新知引入
空氣噴氣發(fā)動機只攜帶燃料,它需要利用外界空氣來助燃,因此,飛行高度受到一定的限制,不宜在空氣稀薄的高空飛行;
火箭噴氣發(fā)動機簡稱為火箭,它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。
①空氣噴氣發(fā)動機 ②火箭噴氣發(fā)動機
噴氣發(fā)動機分為兩種：
火箭(rocket)使用的是噴氣發(fā)動機。
新知學習
知識點一：火箭
1.火箭構(gòu)造
現(xiàn)代火箭使用的燃料多為液體燃料.液體燃料火箭主要由燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室和尾部噴口組成，如圖所示。
2.工作原理
（1）輸送系統(tǒng)按時按量地把燃料和氧化劑輸送到燃燒室中。
（2）最初用電火花點燃，產(chǎn)生高溫、高壓氣體。
（3）燃燒室的溫度很高，之后進入燃燒室的燃料和氧化劑可以自行燃燒。
（4）燃燒產(chǎn)生的氣體以很大的速度從噴口噴出，同時對火箭產(chǎn)生強大的反沖推力，使火箭前進。
3.現(xiàn)代火箭的特點
（1）飛得遠：自身不僅帶有燃料，而且?guī)в醒趸瘎阅茉诳諝鈽O其稀薄的高空和沒有空氣的太空飛行。
（3）功率大：一枚運載火箭的功率相當于上萬架噴氣式飛機的總功率，正是因為這一特點，火箭才能承擔發(fā)射衛(wèi)星的重任。
（4）由單級發(fā)展為多級，多級火箭可以作為星際航行的運載工具。
（2）速度大：要把一顆人造衛(wèi)星送入繞地球運行的軌道，運載火箭的速度必須達到7.9 km / s，要使一顆人造衛(wèi)星擺脫地球的引力作用，成為圍繞太陽運行的人造衛(wèi)星，運載火箭的速度必須超過11.2 km / s。
4.火箭和內(nèi)燃機的對比分析
比較項 火箭 內(nèi)燃機
不同點 助燃劑 自帶氧化劑 空氣
能量損失 較小 較大
功率 巨大 較小
應(yīng)用 衛(wèi)星發(fā)射、洲際導彈、太空探測器等的運載工具 汽車、拖拉機、坦克等
相同點 都是熱機，能量轉(zhuǎn)化方式相同，即化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
例如：三級火箭的每一級都像一支獨立的火箭。先點燃第一級火箭，引燃第二級火箭(脫落)，第三級火箭開始工作。三級火箭像接力賽一樣，都是在前一級的速度基礎(chǔ)上再加速。比單級火箭優(yōu)越得多。
制導與控制系統(tǒng)
動力系統(tǒng)
第3級火箭
第2級火箭
第1級火箭
有效負荷
5.多級火箭
現(xiàn)代火箭在很多時候使用的是多級火箭,作為星際航行的運載工具。每一級火箭完成工作后就會被拋掉,點燃下一級火箭。
14世紀末期，他試圖借助火箭的推力和風箏的氣動升力來實現(xiàn)“升空”的理想。今天，為了紀念這位傳奇式的人物，國際上將月球表面東方海附近的一個環(huán)形山以“萬戶”命名。
火箭的誕生：“萬戶飛天”
新知學習
知識點二：中國火箭的發(fā)展
中國自1956年開始展開現(xiàn)代火箭的研制工作。
1970年4月24日“長征1號”運載火箭誕生,首次發(fā)射“東方紅1號”衛(wèi)星成功。現(xiàn)在,“長征”系列火箭已經(jīng)走向世界,享譽全球，在國際發(fā)射市場占有重要一席。
目前，我國長征系列運載火箭已研制成功7個型號。
中國火箭的發(fā)展狀況
長征二號C型
長征三號C型
長征1號
長征三號A型
長征三號B型
長征四號B型
中國火箭的發(fā)展狀況
拓展與延伸
重型獵鷹 美國
艾普斯龍 日本
質(zhì)子M 俄羅斯
阿麗亞娜5 歐洲
1.噴氣式發(fā)動機分為_______噴氣發(fā)動機和_______噴氣發(fā)動機兩類。前者本身只攜帶燃料，它需要利用外界的_______來助燃，因此不宜在空氣稀薄的高空飛行；而后者本身帶有燃料和氧化劑，不需要依靠外界的_______來助燃，因此，飛行高度不受限制。
空氣
火箭
空氣
空氣
隨堂練習
2．下列關(guān)于火箭的說法正確的是（　　）
A．火箭使用的是噴氣式發(fā)動機，與內(nèi)燃式發(fā)動機的工作原理完全相同
B．火箭在工作時需要像活塞、螺旋槳等那樣的傳遞結(jié)構(gòu)
C．火箭是熱機的一種，工作時燃料的化學能最終轉(zhuǎn)化為火箭的機械能
D．火箭升空時不需要反作用力推動機身向前運動
C
3.在火箭的使用中采用多級火箭的好處是（ ）
A、使火箭的總質(zhì)量增大。
B、使火箭的體積變大，增大推力。
C、為了美觀大方。
D、為了在一級火箭燃料用盡后，下一級火箭工作時把沒用的
空殼脫掉，使火箭的總質(zhì)量減小，加快飛行速度。
D
4.當火箭由地面騰空而起加速上升的過程中（ ）
A、機械能減少，內(nèi)能增加 B、機械能增加，內(nèi)能減少
C、機械能和內(nèi)能都增加 D、機械能不變，內(nèi)能增加
B
火箭
噴氣式發(fā)動機工作原理
噴氣式發(fā)動機分類
液體火箭的主要組成
空氣噴氣發(fā)動機
火箭噴氣發(fā)動機
燃料箱
氧化劑箱
輸送裝置
燃燒室
尾部噴口
課堂總結(jié)

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