10.5 火箭 学案（含答案） 2023-2024学年物理北师大版九年级全一册

五 火箭
素养目标
1.说出火箭的飞行原理和液体火箭的基本结构。
2.说出两种喷气发动机的不同之处。
3.了解我国在火箭发射和航天事业上取得的伟大成就。
学法指导
1.认真看课本,知道火箭的工作原理和基本结构,然后独立完成预习导学的内容。
2.探究火箭的升空原理的实验,小组之间要注意合作,要认真观察实验现象。
【预习导学】
　　1.火箭使用的是什么发动机 它的工作原理是什么
火箭使用的是 。它的工作原理是燃料在燃烧室内燃烧后产生 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 推动机身向前运动。
2.火箭的速度为什么可以很快
3.喷气式发动机分为 和 。这两种发动机的主要区别是什么
4.液体燃料火箭主要由 、 、 、 和尾部喷口组成。
5.液体火箭为什么要将燃料液化
6.为了把卫星、飞船等有效载荷送上太空,人们研制出了 。
【答案】预习导学
1.喷气发动机　高温、高压　反冲推力
2.因为它不需要内燃机中的活塞、曲轴等传动装置,从而减少了能量的损失,因此大大地提高了机身的飞行速度。
3.空气喷气发动机　火箭喷气发动机
空气喷气发动机本身只携带燃料,它需要利用外界空气来助燃,因此它的飞行高度受到一定的限制。火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂,不需要依靠外界空气来助燃,因此,飞行高度不受限制。
4.燃料箱　氧化剂箱　输送装置　燃烧室
5.可以提高装载燃料的体积,便于储存和运输。
6.多级火箭
【合作探究】
任务驱动实验探究火箭的升空原理
1.探究火箭的升空原理
实验器材:气球、打气筒
实验步骤:(1)用打气筒将气球充气,然后释放;
(2)用打气筒将气球充足气,然后释放。
实验现象:(1)释放后空气从 ,气球会 ;
(2)充气越足,气球 。
2.某物理课外活动小组在老师的指导下做了水火箭升空的实验。
实验器材:饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等。
水火箭构造如图所示。
同学们在网上查资料,了解到水火箭升空原理如下:在瓶中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上。用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出,利用水的反冲作用把瓶推向高空。
(1)水火箭升空原理可利用我们所学过的 知识来解释。从能量转化角度来看,水火箭的动能是由内能转化来的。
(2)实验后小明同学提出了问题:水火箭上升高度与什么因素有关呢
小明猜想:可能与瓶中气体的压强有关;
小华猜想:可能与瓶中水的体积有关;
小军猜想......
你认为影响因素还有 (写出一点即可)。
(3)实验小组的同学们通过实验发现,瓶塞插入深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设充一次气的气量相同),他们选用同一可乐瓶,瓶中水量为200 mL,通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录。考虑到安全,做了三次,实验结果记录如下表:
瓶塞塞入深度 浅 深 更深
上升高度/m 2 5 12
这可以验证水火箭上升高度与 有关的猜想是正确的。
为了验证小华的猜想,他们在实验中应该保持 不变,这是应用了 法使研究过程简洁明了。
【答案】任务驱动
1.(2)气球的尾部喷出　向前运动
(2)飞得越远
2.(1)气体膨胀做功(其他合理解释均可)
(2)瓶中水的质量(其他有关联的物理量也可)
(3)瓶中气体的压强
(4)瓶塞插入的深度(或向瓶内打气的次数)、瓶子自身质量　控制变量
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