第10章第五节 火箭课件(共17张PPT)北师大版物理九年级上册

(共17张PPT)
第十章 机械能、内能及其转化
第五节 火箭
学习目标
1.了解火箭的工作原理，了解火箭喷气发动机是喷气发动机的一种.
2.了解现代火箭的构造和特点，了解多级火箭是星际航行的运载工具.
知识点1 喷气发动机的工作原理及优点
1.工作原理
火箭使用的是喷气发动机.喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反冲推力推动机身向前运动.

3.优点（相对于内燃机）
由于它没有内燃机中的活塞、曲轴等传动装置，从而减少了能量的损失，大大提高了机身的飞行速度.
4.分类及分析

内
做功
机械
[解析] 火箭属于热机，火箭工作时，燃料在氧化剂的作用下在燃烧室内燃烧，产生高温、高压气体，化学能转化为气体的内能.气体通过喷口向下高速喷出，由于物体间力的作用是相互的，所以会对火箭产生向上的推力，推动火箭做功，气体的内能转化为火箭的机械能，火箭腾空而起，飞向天空.
知识点2 液体燃料火箭 难点
1.构造
现代火箭使用的燃料多为液体燃料.液体燃料火箭主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口组成，如图所示.
2.工作原理
（1）输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送到燃烧室中.
（2）最初用电火花点燃，产生高温、高压气体.
（3）燃烧室的温度很高，之后进入燃烧室的燃料和氧化剂可以自行燃烧.
（4）燃烧产生的气体以很大的速度从喷口喷出，同时对火箭产生强大的反冲推力，使火箭前进.
3.现代火箭的特点
（1）飞得远.自身不仅带有燃料，而且带有氧化剂，所以能在空气极其稀薄的高空和没有空气的太空飞行.

（3）功率大.一枚运载火箭的功率相当于上万架喷气式飞机的总功率，正是因为这一特点，火箭才能承担发射卫星的重任.
（4）由单级发展为多级，多级火箭可以作为星际航行的运载工具.
4.火箭和内燃机的对比分析
比较项 火箭 内燃机
不同点 助燃剂 自带氧化剂 空气
能量损失 较小 较大
功率 巨大 较小
应用 卫星发射、洲际导弹、太空探测器等的运载工具 汽车、拖拉机、坦克等
相同点 都是热机，能量转化方式相同，即化学能转化为内能，内能转化为机械能
典例2 喷气发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是__________发动机，这种发动机在______上使用.自带燃料和氧化剂的是__________发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作，能够用来发射____________________.
空气喷气
飞机
火箭喷气
人造卫星和宇宙飞船
[解析] 喷气发动机是将内能转化为机械能的装置，燃料是装置上自带的，但燃料燃烧需要助燃物.若利用大气层中的氧气助燃，则这种喷气发动机是空气喷气发动机，它只能使用在在大气层中飞行的飞机上.而在大气层外，没有空气，也就没有助燃物，这样只能将氧化剂和燃料一起携带，供给发动机，使发动机可以在没有助燃物的大气层外工作，这样就解决了人造卫星、宇宙飞船在大气层外运行的问题，这种喷气发动机是火箭喷气发动机.
本节知识归纳
题型1 火箭的工作原理 ★★
典例3 火箭是____机的一种.点燃火箭后，燃料燃烧生成的______以很大的速度向____喷出，火箭就向____运动.
热
气体
后
前
[解析] 火箭的发动机是喷气发动机，是将燃料燃烧释放出的内能转化为机械能的机器，因此火箭是一种热机.点燃火箭后，燃料燃烧生成的气体以很大的速度向后喷出，火箭就向前运动.
思路点拨
火箭使用的是喷气发动机.喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从发动机尾部以极大的速度喷出，同时产生很大的反冲推力推动机身向前运动.
题型2 火箭升空过程中的能量转化 ★★
典例4 发射火箭时，点火后，高温、高压气体迅速膨胀向外喷出，气体的温度下降，火箭则获得推力高速上升，并达到一定速度.在这个过程中，下列说法正确的是
( )
A
A.气体的一部分内能转化为火箭的机械能
B.气体的全部内能转化为火箭的机械能
C.气体的一部分机械能转化为内能
D.气体的全部机械能转化为内能
[解析] 燃料燃烧获得的内能有两个重要应用：一是用来直接加热物体；二是用来做功，用内能做功的过程就是内能转化为机械能的过程.本题中，气体的一部分内能通过做功转化为火箭的机械能.
思路点拨
火箭升空时向地面喷出了高温、高压的气体，由于物体间力的作用是相互的，高温、高压的气体对火箭施加了一个向上的反作用力，使火箭升空.
题型3 火箭的实际应用 ★★★
典例5 火箭可以作为运载工具使用.你认为目前火箭能多次执行运载任务吗？
[解析] 目前火箭作为运载工具，在运载任务完成后，会坠入大气层，将与大气摩擦，最终燃烧、焚毁，也就无法再使用了.
[答案] 不能
思路点拨
人们执行一次性空间运载任务时，使用火箭；执行多次空间运载任务时，使用的是航天飞机.
谢谢大家！