九年级物理上册（北师大版）同步导学案：第10章第5节 火箭

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五、火箭
基础知识 基础技能
1．喷气式发动机
(1)火箭起源于我国，是我国古代的重要发 ( http: / / www.21cnjy.com )明之一，我国早在宋代就发明了火箭，如图所示是我国古代发明的神火飞鸦。它的构造是在鸟的模型上扎几个火药筒，筒的前端是封闭的。点燃火药时，火药燃烧产生的燃气以很大的速度向后喷出，“鸟”就向前飞出。
(2)现代的火箭原理同古代相同，但构造要复杂得多。现代火箭的发动机是热机的一种，叫做喷气式发动机。
喷气式发动机与内燃式发动机的工作原理是完全 ( http: / / www.21cnjy.com )不同的，它的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运动。而且它不需要像活塞、曲轴等那样的传动装置，减少了能量损失，大大提高了机身的飞行速度。21cnjy.com
(3)喷气式发动机又分为空气喷气发动机和火箭喷气发动机两类。
①空气喷气发动机，本身只携带燃料，利用外界空气来助燃，飞行高度受到限制，不宜在高空飞行。
②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，飞行高度不受限制。
【例1】 关于喷气式发动机，下列说法正确的是(　　)
A．喷气式发动机工作原理与内燃式发动机相同
B．空气喷气发动机和火箭喷气发动机都需要利用外界空气来助燃
C．喷气式发动机是靠燃料燃烧产生的高温高压气体向后喷出，产生很大的反作用力推动机身向前运动
D．空气喷气发动机飞行高度不受限制
解析：喷气式发动机与内燃式发动机的工作原理 ( http: / / www.21cnjy.com )是完全不同的，是靠燃料燃烧产生的高温高压气体向后喷出，产生很大的反作用力推动机身向前运动，所以A错C对；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，所以B错；空气喷气发动机本身只携带燃料，利用外界空气来助燃，所以到了高空，没有空气就不能飞行了，飞行高度受到限制，所以D错。2·1·c·n·j·y
答案：C
2．火箭
(1)火箭使用的燃料和氧化剂有固体、液体两种，分别叫做固体火箭和液体火箭。
(2)目前大多数空间运载火箭都是液体火箭。在液体燃料中，液氢由于质量小、热值高，是目前火箭广为使用的燃料。www-2-1-cnjy-com
液体燃料火箭主要由燃料箱、 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化剂箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口组成。燃料被输送到燃烧室，由火花塞点燃，产生高温、高压气体，随后进入的燃料可自行点燃。
(3)现代火箭的特点是功率巨大，不仅可以在高空飞行，而且还可以飞出大气层。
(4)多级火箭可以作为星际航行的运载工具，发射人造卫星就是用多级火箭实现的。
【例2－1】 现代火箭使用的燃料多为__________，现代火箭的特点是__________。
解析：现代火箭的燃料主要是液体燃料，这类火箭叫做液体火箭，常用于航天器发射。火箭能够飞出大气层，是因为其功率是巨大的，且有助燃剂。2-1-c-n-j-y
答案：液体燃料　功率巨大
【例2－2】 下列关于火箭的说法中正确的是(　　)
A．火箭最早起源于我国宋代，它是热机的一种
B．火箭是我国古代四大发明之一，中国现代火箭技术处于国际领先水平
C．目前使用的大多数空间运载火箭都用液态氧做燃料
D．火箭是空间飞行器的一种
解析：本题易错选B，认为火箭是我国的四 ( http: / / www.21cnjy.com )大发明之一，其实不是。液态氧不能燃烧，不能作为燃料，只能作为氧化剂，火箭可以发射空间飞行器，它本身不是空间飞行器。
答案：A
【例2－3】 2012年6月29日 ( http: / / www.21cnjy.com )10时许，神九载人飞船返回舱在内蒙古主着陆场安全着陆，“天宫”一号与神九载人交会对接任务取得圆满成功。返回舱进入大气层一段时间后，打开阻力伞，由于受空气阻力做匀速运动，它在匀速下降过程中(　　)21世纪教育网版权所有
A．重力势能减少，动能增加，内能增加
B．机械能减少，动能不变，内能增加
C．重力势能减少，动能增加，内能不变
D．机械能不变，动能不变，内能增加
解析：返回舱在匀速下降过程中，动能不变，重力势能减小，机械能减小。由于克服摩擦做功，其内能增大。
答案：B
基础方法 基本能力
3．火箭的工作原理
火箭发动机的燃料在燃烧室燃烧后，产 ( http: / / www.21cnjy.com )生高温高压气体，从尾部以极高速度喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运动，因此也是将燃料燃烧放出的内能转化为机械能的过程。虽然火箭不需要像汽油机一样的活塞等传动机构，减少了能量损失，但仍存在和其他物体间的热传递及对其他物体做功造成的能量损失，燃气的内能不可能全部转化为火箭的机械能。21教育网
【例3】2012年4月10日4时47分，我国 ( http: / / www.21cnjy.com )在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。火箭点火后，高温高压燃气迅速膨胀向外喷出，燃气的温度下降，火箭则获得推力高速上升，并达到一定速度。在这个过程中，下列哪一种说法是正确的(　　)21·cn·jy·com
A．燃气的一部分内能转化为箭身的机械能
B．燃气的全部内能转化为箭身的机械能
C．燃气的一部分机械能转化为内能
D．燃气的全部机械能转化为内能
解析：火箭靠燃料燃烧产生的高温高压气体向后喷出，产生很大的反作用力推动机身向前运动，把燃气的一部分内能转化为箭身的机械能。www.21-cn-jy.com
答案：A
思维拓展 创新引用
4．火箭发射涉及的物理知识
(1)能量转化
火箭使用的发动机是喷气式发 ( http: / / www.21cnjy.com )动机，与内燃机一样都属于热机，都是把燃料的化学能转化为内能，内能再转化为机械能。同时，在上升过程中动能、重力势能、机械能都发生变化。
(2)反作用力
火箭与内燃机工作原理不同，前进的动力不是靠燃气推动活塞，活塞再带动曲轴、连杆等，而是靠燃气向后喷出时产生的反作用力推动机身前进。【来源：21·世纪·教育·网】
(3)物态变化
如图所示是“神舟”七号载 ( http: / / www.21cnjy.com )人飞船发射升空的情景。在火箭点火时，只见火箭底部的水池中涌出大量的“白汽”。火箭和卫星就逐渐加速向上腾空而起，场面相当壮观。“白汽”的实质是小水滴，由于火箭升空时会放出大量的热，这些热量使火箭底部水池中的水迅速汽化成水蒸气，水蒸气上升过程中遇冷液化形成小液滴即“白汽”，液化是一个放热过程。
【例4－1】 2013年4月26日12时13分，中国“高分一号”由“长征二号丁”火箭发射升空。其过程(　　)21·世纪*教育网
A．将燃料的化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能
B．将燃料的化学能转化为火箭的内能
C．将燃料的内能转化为火箭的内能
D．将燃料的机械能转化为火箭的内能
解析：火箭发动机的燃料在燃烧室燃烧后，将燃料的化学能转化为燃气的内能，再将燃气的内能转化为火箭的机械能。　　21*cnjy*com
答案：A
【例4－2】 用来发射卫星的火箭，在它 ( http: / / www.21cnjy.com )的头部涂了一层特殊物质，这种物质可以避免火箭因高速运动时与空气作用产生高温而被损坏的危险。这种材料能起到的主要作用是(　　)【来源：21cnj*y.co*m】
A．材料坚硬，不怕热
B．材料不传热
C．材料非常光滑，不易与空气作用生热
D．材料受热熔化、汽化，吸收了与空气作用产生的热
解析：火箭在大气层中高速运动时，因与空 ( http: / / www.21cnjy.com )气摩擦产生大量的热，使得火箭头部的温度很高，火箭头部所涂的材料升温后熔化，并迅速汽化，在熔化和汽化时吸收了大量的热，而火箭自身的温度却不升高，从而保护了火箭。【出处：21教育名师】
答案：D
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