《飞向太空》教案（2）.doc

飞向太空
重点与剖析
人类冲出地球，飞向太空的关键是要获得巨大的速度。
要获得足够的速度，首先需要有性能优良的火箭。
火箭是利用反冲原理前进的。
我国是火箭的故乡，但是现代火箭却是俄国和德国的科学家发明研制的。
现代火箭通常是三级火箭，每一级燃烧完后自动脱落，三级燃烧并脱落后可以使运载物获得足够德速度。火箭通常使垂直发射，到一定高度后变轨，把运载物送入预定轨道。
目前人类探测太空的方式有：发射人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、空间实验站、无人空间探测器以及派宇航员登陆其它星球。
开发太空，有着巨大的社会经济意义。比如，开采其它星球上的矿藏资源、在太空中进行地球上无法进行的实验、利用太空环境制造地球环境中无法生产的某些物质、甚至移民其它星球等。
问题与探究
问题1发射人造卫星探索宇宙奥秘，目前成为人类频繁的探索太空的活动，同学们肯定亲眼观看过2003年10月15日我国首次载人航天飞船于火箭送入太空那精彩的一幕。请同学们根据对发射过程的观察和自己的认识，谈谈火箭为什么有那么大的威力使如此笨重的火箭和航天器获得如此巨大的速度进入太空预定的轨道的。
探究思路：可以根据牛顿第三定律，即火箭在喷出高压和高速燃气的同时，由于空气对火箭的反作用，从而使火箭获得向前的动力等。请同学们继续思考，假如火箭或飞行器到了无空气的太空，飞行器又是靠什么实现变轨的。这点要同学们在学习完动量守恒定律之后才可以得到答案。
问题2同学们，请联系我们的生活、学习实际谈谈探测太空、宇宙航行有什么重要的意义？你希望宇宙航行能为你解决什么问题？
探究思路：不一定要全面、深入，展开你想象的翅膀。
问题3：请说出几件航天科学发展过程中的重大事件。
探究思路：查阅课本及其它资料（包括上网查阅）将每一事件的时间、地点、人物、过程、影响列表记录。

典题与精析
例题1、某物体在地球表面上受到的重力为160N；将它放置在卫星中，在卫星以加速度随火箭加速上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N，卫星此时距地面的高度为多少（已知地球的半径，取）
N
Gˊ
图3-4
精析：先根据牛顿第二定律列出加速度时的方程，然后根据万有引力产生重力的思想，分别列出两个方程，最后联立求解。
解析：依题意可知物体的质量为m=16kg。当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N时，设此时卫星距地面的高度为H，如图3-4，在火箭加速上升的过程中物体受到重力Gˊ(此时重力加速度为gˊ)和支持力N两个力的作用，根据牛顿第二定律：F=ma，
即N－Gˊ=ma，有：mgˊ=N－ma（1）
根据万有引力定律，万有引力产生重力，有：
GMm/r2=mgˊ(2)
在地球表面附近，GMm/R2=mg(3)
联立三式得：r=R=4R,
故H=r－R=3R=1.92×104
绿色通道：本题牵涉到的物理规律比较多，要求学生综合前面所学知识解决问题。在解此题时学生往往容易忽略一点，即物体的重力加速度gˊ随高度的增加而减小。如果这点不能突破，很难理顺思路，顺利根据有关规律列出方程求解。

例题2发射人造卫星或航天器需要使用多级火箭推进，才能达到其脱离地球引力的速度。请你利用简易器材模拟演示火箭推进的装置，并说明其根据的原理。
精析：火箭之所以能推进卫星或航天器达到其所需要的速度，主要是因为火箭在推进运行的过程中向后喷出高压及高速的燃气，根据牛顿第三定律，这些高压、高速的燃气反作用于火箭上，从而使火箭获得巨大的反作用力而被推向推进。
解析：
方法一、可以利用气球来模拟演示，具体做法如下：
将气球充满气体，然后封闭气口，放在水平地面上。将气口以尽快的速度放开，即可以观测和感受到气体在往后喷气的同时，气球以较快的速度往前运动。（如图3-5所示）

图3-5

方法二、提示：可以利用烟花来模拟演示，
在节日，同学们可以利用燃放烟花来体验，在烟花喷射出的同时，感觉到一个反作用的力施加于手上。
方法三、提示：可以制作水火箭来模拟演示，
水火箭是同学们非常感兴趣的一项活动，水火箭的制作简单，成功率高，是一个能充分说明火箭推进原理的课外制作活动。
绿色通道：本题从科技问题立意，体现出问题的开放性和探究性，对激发学习兴趣和提高解决问题的能力有重要意义。这种类型的问题要引起高度的重视。

自主广场
基础达标
1、在地球赤道上的A处旋转一个小物体（相对地面无位移）。现在设想地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内，小物体相对于A点处的地面来说，将（）
水平向东飞去
原地不动，物体对地面的压力消失
向上并渐偏向西方飞去
向上并渐偏向东方飞去
1、答案C
解析：由于小物体在地球赤道上的A处旋转并相对地面静止，说明此时物体受到地球的引力和向上的空气阻力，这两个力是一对平衡力。当引力突然消失时，物体只受向上的力的作用，所以物体一方面以初