資源簡介

(共22張PPT)
研究航天服
跨學科實踐
第八章 壓 強
（滬粵版）八年級
下
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激趣導入
1971年的6月30日，在蘇聯航天局工作人員打開歸來的聯盟號艙門的時——三名航天員此刻安靜地躺在艙內失去了聲息。
原來在返回艙向地球進發的時候，一個處在軌道艙和返回艙之間的通氣閥門意外開啟，造成艙內的氣壓出現了恐怖的變化，即使航天員試圖讓艙內壓力維持正常，但最終也沒有獲得成功，因為他們在完成操作前就昏迷了。
航天服有多重要？——蘇聯“聯盟11號”的悲劇敲響警鐘
01
激趣導入
航天服有多重要？——蘇聯“聯盟11號”的悲劇敲響警鐘
后來人們整個事件進行了模擬回顧，處在軌道艙和返回艙之間的通氣閥門意外開啟，讓航天員們昏迷得比想象中更快，因為在閥門漏氣之后，艙內氣壓和氧氣的變化，大約在15秒就昏迷了，然后在50秒左右就死亡了。
關于這場發生在上世紀的悲劇，讓人們意識到：如果他們穿戴航天服，可能就能避免這場悲劇……
究竟航天服有多重要呢？
活動主題
2021年8月20日14時33分，經過約6h的出艙活動，“神舟十二號”航天員乘組密切協同，圓滿完成了出艙活動期間全部既定任務。
活動主題
這次出艙活動進一步檢驗了我國研制的“飛天”新一代艙外航天服的功能、性能，令世人矚目。
活動主題
航天服的功能和性能是什么？它的結構是怎樣的？它有哪些分類？它的發展進程是怎樣的？那么我們如何
方案制定與實施
　從有關航天服的問題出發，查找信息和資料，了解我國航天服的結構、功能和性能以及發展歷程。
類型
功能
結構
發展歷程
航天服分為艙內航天服和艙外航天服
方案制定與實施
艙內航天服
艙外航天服
艙內航天服是航天員在航天器內使內使用的航天服。
航天員在航天器發射、返回和在軌道運行期間發生密閉艙失壓等事故時，必須穿上艙內航天服。
航天服因具有充壓和加壓的重要功能，將起到保護航天員生命安全的關鍵作用，在人體周圍創造適宜人生存和工作的微小氣候環境，用于防護低壓環境對人體的危害，如有需要也可增加對高溫、低溫或有害氣體環境對人體危害的防護作用，如果應急救生時間較長，根據需要航天服還具有收集和儲存航天員尿液的功能。
方案制定與實施
艙內航天服
艙外航天服實際上是最小的載人航天器，是航天員走出航天器到艙外作業時必須穿戴的防護裝備。
艙外航天服除了具有艙內航天服所有的功能外，還增加了防輻射、隔熱、防微隕石、防紫外線等功能，在服裝內增加了液冷系統(液冷服)，以保持人體的熱平衡，并配有背包式生命保障系統。
艙外航天服由于造價不菲，也被稱為“最貴的服裝”
方案制定與實施
成果展示與交流
采用文字、圖片、圖表、視頻等多種形式呈現成果，制作演示文稿在班上進行展示交流，對自己在活動中的表現及收獲進行自我評價，與其他同學進行互評。
03
隨堂練習
1、當航天員身著航天服在地面上行走時，航天服很沉重；而當航天員在太空出艙行走時，卻讓人感覺航天服輕飄飄的。當航天服從地球帶到太空中其（　　）
A．重力不變 B．重力變大
C．質量不變 D．質量變小
C
2、航天員在升空、返回或遇到緊急情況時，必須穿上艙內航天服，在艙外必須穿艙外航天服。我國航天員的艙外航天服（如圖所示）是由我國科學家研制的新型航空材料做成的，該材料主要由碳化硅、陶瓷和碳纖維復合而成。下列關于該材料的相關敘述不正確的是：（　　）
A．它耐高溫、抗氧化
B．它比鋼鐵輕，但質地較脆
C．它具有防靜電作用
D．它是一種新型無機非金屬材料
B
3、航天員穿著航天服操作胸前的按鈕時會有視野盲區，工程師在航天服的袖子上安裝了兩個小面鏡，使航天員可以通過鏡子看到按鈕，解決視線受阻的問題，下列與造成“視野盲區”的原因及小面鏡所應用的物理知識一致的是（　　）
A．①和② B．①和③
C．③和④ D．②和④
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隨堂練習
A
4、2024年10月30日4時27分，搭載神舟十九號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，標志著我國載人航天進入新的發展階段。下列說法錯誤的是（　　）
A．航天材料：飛船外殼用到的鈦合金具有熔點高、密度小的特點
B．服裝材料：艙外航天服使用的氯丁橡膠作為一種合成橡膠，屬于天然高分子材料
C．生命保障：已知航天食品中包含牛肉和蔬菜，其中蔬菜主要為航天員提供維生素
D．能源系統：太陽能電池板能將太陽能直接轉化為電能，供艙內各種電子設備使用
03
隨堂練習
B
5、電影《流浪地球》上映后引起了一場全民科普熱。航天員身穿航天服從地球出發到達月球，在月球上，航天員將信息傳回地面控制中心利用的是（　　）
A．電磁波 B．超聲波 C．次聲波 D．紅外線
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隨堂練習
A
6、如圖所示，我國自主研制的航天服的手套上面布滿橡膠顆粒，使航天員在執行任務時更容易抓取工具，下列跟此摩擦力影響因素相同的是（　　）
A．為了防止傳動帶打滑，需要把皮帶張緊些
B．黑板上的粉筆字不容易擦干凈時，雙手用力按黑板擦擦黑板
C．自行車軸承中裝有滾珠
D．在汽車輪胎上裝防滑鏈
D
7、中國“神七”載人飛船航天員翟志剛，身上穿中國自行研制的第一套“飛天”艙外航天服，首次在茫茫太空中“亮相”，實現了中國人的飛天夢．根據太空的環境，在下列功能中，這種“飛天”艙外航天服就不具備的有是（　　）
A．控制溫度、濕度
B．與外界氣體交換、收集太空水分
C．供給氧氣、控制氣壓
D．抗太空輻射、無線通訊
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隨堂練習
B
8、下面關于太空生活的說法中合理的是（　　）
A．太空中分子間不存在相互作用的引力或斥力
B．太陽能電池板工作時將太陽能轉化為電能
C．為方便統一控制，航天器中各工作單元的電路都應采用串聯方式
D．航天員艙外作業時應穿航天服，可以有效的阻止溫度的傳遞
B
9、我國“飛天”艙外航天服有一個特別的設計：胸前一些設備按鈕上的文字標識是反的（如圖甲）。這是因為航天員通過頭盔面窗觀察胸前的設備時有視野盲區，這時航天員可以通過手套上的反光鏡（如圖乙）來觀察，航天員看到的字就是正的。如圖丙，某次操作時，航天員的眼睛在A處，請作出航天員通過反光鏡觀察按鈕B的光路圖（保留必要作圖痕跡）。
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隨堂練習
10、2024年6月2日，嫦娥六號實現了人類首次月球背面采樣。為了幫助登月航天員盡快適應月球的低重力環境，航天員可以利用浮力水槽訓練。訓練用的航天服完全密封，且充入適當氣體，以保證其在水中的體積不會被壓縮，如圖所示。已知某航天員穿上航天服在浮力水槽中訓練時，他與航天服受到的總重力為1710N，航天服浸沒在水中時排開水的體積為0.15m3（不含配重），ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg,求：
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隨堂練習
（1）航天員在水中5m深處受到水的壓強；
（2）航天員穿著航天服浸沒在水中時對水平池底的壓力；
11、閱讀下列材料，回答問題：
航天服是航天員在太空中執行任務時穿著的特殊服裝，主要用于保障航天員的生命安全和工作能力。
一、航天服的分類
二、航天服的構造
航天服在結構上分為多層，主要包括以下幾種結構。
內衣舒適層：提供穿著的舒適性和透氣性。
保暖層：用于保持航天員的體溫。
通風服和水冷服（液冷服）：通過循環冷卻水或其他冷卻介質，帶走航天員身體產生的熱量，保持體溫穩定。
氣密限制層：確保航天服內部氣壓的穩定，防止外界氣體進入。
隔熱層：防止太空中的極端溫度對航天員造成影響。
外罩防護層：保護航天員免受微流星、宇宙射線等的傷害。
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隨堂練習
三、航天服的制作和裝配
制作周期：以艙外航天服為例，僅做一副艙外航天服下肢限制層需要260多個小時，而裝配一套艙外服需要近4個月。
特殊部件：如頭盔面窗，其制作需要經過多道工序，包括承壓材料的選擇、測試，密封加縫合等，確保航天員的生命安全。
四、航天服的作用
保持航天員的體溫：通過保暖層和液冷服實現。
保持壓力平衡：通過氣密限制層確保航天服內部氣壓與地球相似。
阻擋強而有害的輻射：通過隔熱層和外罩防護層實現。
通信與聯絡：通過電磁波實現。
處理航天員的排泄物：航天服內部配備有相應的收集和處理系統。
提供氧及抽去二氧化碳：航天服的生命維持系統能夠確保航天員在太空中的呼吸需求。
航天服是航天員在太空中執行任務時不可或缺的裝備，其設計和制造充分體現了人類科技的進步和創新。隨著人類對太空探索的深入，航天服的技術也將不斷發展和完善。
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隨堂練習
（1）與在地球上相比，航天員在太空上的質量 ，受到的重力 。（均選填“變大”“不變”或“變小”）
（2）出艙的航天員與軌道艙之間需要系上一根安全繩。當航天員意外漂離軌道艙時，可拉著繩子返回軌道艙。這利用了物體間力的作用是 的和力可改變物體的 。
（3）地球被厚達80～100km的大氣包圍著，大氣具有質量，并和液體一樣具有流動性，所以地球大氣層內存在大氣壓強。因此，我們可以推斷出艙的航天員所處太空環境應該 （選填“有”或“沒有”）大氣壓強。
（4）若不穿艙外航天服只穿便服，且攜帶氧氣瓶，航天員能否走出艙外活動？ （選填“能”或“不能”），理由是
。
（5）假如讓你設計一件艙外航天服，你所設計的航天服應具備的功能有① ；② ；③ 。（寫出三條即可）
不變
變小
相互
運動狀態
沒有
不能
環境存在真空、高低溫、太陽輻射和微流星等危險因素，便服無法抵御這些環境因素對人體的危害
提供適宜的溫度環境
維持壓力平衡
防護輻射和微流星
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