(共19张PPT)
第十章 机械能、内能及其转化
第5节 火箭
了解火箭的工作原理和构造。
学习目标
长征二号型运载火箭
逃逸塔
整流罩
二级火箭
一级火箭
助推器
新知导入
火箭是怎样起源的呢?
古代:最早用于战争,火箭的历史已有约900多年。
原始火箭
神火飞鸦
最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人,他坐在绑有几十支火箭的椅子上。手拿两个大风筝,叫人点燃火箭,想使自己飞上天去,但他失败了,而且为此献出了生命。他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。人们为了纪念万户的英雄壮举,把月球上一个环形山命名为“万户山”。
构造:由壳体和燃料两部分组成。
原理:燃料燃烧产生高温高压燃气从尾喷管迅速喷出,火箭就向前飞去。
用途:发射探测仪器、常规弹头、核弹头、人造卫星或宇宙飞船,即利用火箭作为运载工具。
新知学习
01 火箭
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
热机的种类很多,如:蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等,但都是把内能转化为机械能的机器。其中内燃机分为汽油机和柴油机。
火箭使用的是喷气发动机,喷气发动机又分为空气喷气发动机和火箭喷气发动机。
02 火箭的种类
1.液体燃料火箭的主要组成部分
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。
现代火箭使用的燃料为液体燃料(液氢),主要有燃料箱、氧化剂、输送装置和尾部喷口组成。
现代火箭的特点是功率巨大,不仅可以在高空飞行,还可以飞出大气层。
多级火箭可以作为星际航行的运载工具。
03 火箭的结构和特点
火箭作为运载工具,每一级火箭完成工作后就会被抛掉,点燃下一级火箭,运载任务完成,也就无法再回来,当坠入大气层后,必将与大气摩擦、燃烧、焚毁。所以同一火箭不能多次执行运载任务。
人们执行多次空间运载任务时,使用的是航天飞机!
发射人造地球卫星
运送载人飞船
运载空间站
运载探测器
课堂总结
1.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
课堂练习
2.2020年5月5日18时,长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功,标志着空间站阶段飞行任务首战告捷,为全面实现我国载人航天工程第三步发展战略奠定了坚实基础。下列关于火箭在升空过程中的说法正确的是( )
A.火箭升空时的施力物体是地面
B.火箭加速升空时机械能增加
C.火箭升空后,速度越来越大,惯性也越来越大
D.火箭升空时只受重力的作用
B
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。
4.如图,“长征五号”系列运载火箭又称“大火箭”,是我国运载能力最大、尺寸最大的火箭,火箭的燃料采用液态氢是由于其______ 大,为了使氢气和氧气液化,采用了先______ 再进行压缩体积的方式,所以俗称“冰箭”;其近地轨道最大运载质量达25 _____ (填上合适的单位)。
t
热值
降低温度