火箭中的物理知識

1、火箭中的物理知識  思友  (2012-05-30 17:30:22)轉(zhuǎn)載標簽： 雜談分類： 隨堂筆記1. 2005年月日時零分零秒，發(fā)射神六飛船的長征二號F型運載火箭點火?；鸺邳c火秒鐘后升空，轟鳴聲回蕩在戈壁灘上空。這是長征火箭第次發(fā)射。飛船在脫離火箭之前，相對于_是靜止的。飛船返回艙在返回過程中，與大氣層劇烈摩擦，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)開,使船體外表變成一團火球。2 神舟六號飛船在太空完成數(shù)百個運行動作，是通過噴射燃氣來實現(xiàn)變軌（改變運行高度.運行方向）.這是運用了物理學(xué)中_的原理。而太陽能帆板展開是為了_.3 神舟六號飛船遨游太空搭載的8類64種

2、物品中除了有中國載人航天辦公室及有關(guān)系統(tǒng)的載人航天工程紀念品外，還有極地考察國旗、國際奧委會會旗、上海世界博覽會會旗和“國防教育”、“見證中華騰飛”等旗幟，有共和國元帥特種郵票、神舟六號個性化郵票等郵品，有躍馬圖、神州頌、和平頌、長征萬里圖等書畫名家的作品。在這些搭載物品中，生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等將用于太空育實試驗。處于失重狀態(tài)的種子，其質(zhì)量和慣性如何變化。4 神舟六號飛船返回艙減速降落的過程中，重力勢能_, 機械能_.5 發(fā)射神舟六號飛船的燃料主要是液態(tài)氫，是因為它的_，返回艙在返回時，雖然表面與大氣層劇烈摩擦，就象一個閃光的火球，但由于表面有一層叫“燒蝕層”的特殊物質(zhì)

3、在汽化時，能_從而起到保護作用。6 神舟六號飛船在軌道上正常飛行時處于“失重”狀態(tài)，在這種環(huán)境下，以下哪個實驗不能像在地面上一樣正常進行_A   用刻度尺測長度            B  用放大鏡看物體C   用平面鏡改變光路          D  用測力計測物種7神舟系列飛

4、船的成功發(fā)射和順利回收標志著我國載人航天技術(shù)的研究已經(jīng)進入世界領(lǐng)先行列，我國飛行員登上月球即將成為現(xiàn)實。月球表面沒有空氣，它對物體的引力僅為地球的六分之一，月球表面沒有磁場。根據(jù)這些特征，在月球上下列四種情況能做到的是_A 用指南針定向               B 用電風(fēng)扇吹風(fēng)C 舉行露天演唱會            

5、60;D 用天平稱質(zhì)量8從神舟五號到神舟六號，中國載人航天工程的每一次壯麗騰飛，有這樣一種精神不斷地震撼著人們的心靈艱苦奮斗、勇于奉獻。正是這種強大的精神力量，托舉起了一個民族千年的飛天夢想。作為中華民族飛天夢想的實踐者，費俊龍、聶海勝在太空中的一舉一動，都吸引了億萬人的關(guān)注。神舟六號的成功發(fā)射和平安著陸，是中華民族在攀登世界科技高峰征程上完成的又一偉大壯舉，標志著中華民族為人類探索太空的偉大事業(yè)做出了新的重大貢獻。（1）兩位航天員在太空中要穿特制的宇航服，宇航服的作用很多，你能說出幾點嗎？（2）請你說出火箭升空過程中的能量轉(zhuǎn)化。（3）分析發(fā)射臺底受保護的原理。（4）飛船在太空遨游，它是否受力

6、的作用，為什么？（5）生物對外界的刺激能產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，這在生物上叫應(yīng)激性.比如地面生長的植物，根向地生長，莖背地生長，這是對重力的適應(yīng).若在飛船上也有一棵樹，將怎樣生長，說說理由.（6）在飛船的實驗室里，仍然能夠使用的儀器是（    ）A  密度計    B 酒精溫度計      C 天平       D 水銀氣壓計（7）如果在宇宙飛船上劃燃火柴，火焰會立即熄滅，是

7、因為（    ）A 氧氣不夠        B  在失重狀態(tài)下，空氣不對流C 達不到著火點    D宇宙飛船上的溫度低神舟六號”成功發(fā)射和回收，使得航天物理知識在中考命題中出現(xiàn)升溫的趨勢，了解飛船運動的有關(guān)情況，將有利于同學(xué)們求解有關(guān)航天知識的信息題，理論聯(lián)系實際的應(yīng)用題現(xiàn)就有關(guān)宇宙飛船及衛(wèi)星在空間運動的相關(guān)信息分類探討如下：一、衛(wèi)星的發(fā)射過程中涉及的問題    人造地球衛(wèi)星的

8、發(fā)射速度不得低于79 km/s（此速度是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度或衛(wèi)星繞地球飛行的最大速度，高中物理將系統(tǒng)解決）    軌道傾角：航天器繞地球運行的軌道平面與地球赤道平面之間的夾角按軌道傾角可將衛(wèi)星運行軌道分為四類：    順行軌道：特征是軌道傾角小于90°，在這種軌道上的衛(wèi)星，絕大多數(shù)離地面較近，高度僅為數(shù)百公里，故又稱為近地軌道我國地處北半球，要把衛(wèi)星送入這種軌道，運載火箭要朝東南方向發(fā)射，這樣能充分利用地球自西向東旋轉(zhuǎn)的部分速度，從而可以節(jié)約發(fā)射能量，我國的"神舟"號試驗飛船都是采用這

9、種軌道發(fā)射的；    逆行軌道：特征是軌道傾角大于90°，欲將衛(wèi)星送入這種軌道運行，運載火箭需要朝西南方向發(fā)射不僅無法利用地球自轉(zhuǎn)的部分速度，而且還要付出額外能量克服地球自轉(zhuǎn)部分的速度即逆著地球的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)射耗能較多，因此除了太陽同步軌道外，一般不采用這種軌道發(fā)射；    赤道軌道：特征是軌道傾角為0°，衛(wèi)星在赤道上空運行這種軌道有無數(shù)條，但其中有一條相對地球靜止的軌道，即地球同步衛(wèi)星軌道.計算可知當衛(wèi)星在赤道上空35 786公里（即約為3.6×104公里）高處自西向東運行一周為23小

10、時56分4秒（約為24小時），即衛(wèi)星相對地表靜止從地球上看，衛(wèi)星猶如固定在赤道上空某一點隨地球一起轉(zhuǎn)動在同步衛(wèi)星軌道上均勻分布3顆通信衛(wèi)星即可以進行全球通信（為何？請同學(xué)們思考后做出解釋）的科學(xué)設(shè)想早已實現(xiàn)世界上主要的通信衛(wèi)星都分布在這條軌道上；    極地軌道：特點是軌道傾角恰好等于90°，它因衛(wèi)星過南北兩極而得名，在這種軌道上運行的衛(wèi)星可以飛經(jīng)地球上任何地區(qū)的上空（為何？請同學(xué)們思考后做出解釋）    衛(wèi)星的發(fā)射方式：    直線發(fā)射就是一次送達，由于整個過程均

11、要克服地球引力做功，且衛(wèi)星處于動力飛行狀態(tài)，需要消耗大量的燃料；    變軌發(fā)射是先把衛(wèi)星送到地球的大橢圓同步轉(zhuǎn)移軌道，當衛(wèi)星到達遠地點（航天器繞地球運行的橢圓軌道上距地心最近的一點叫近地點，距地心最遠的一點叫遠地點）時，發(fā)動機點火對衛(wèi)星加速，當速度達到沿大圓做圓周運動所需的速度時，飛船就不再沿橢圓軌道運行，而是沿圓周運動，這樣飛船就實現(xiàn)了變軌，從而將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道同步衛(wèi)星一般都采用變軌發(fā)射知識挖掘訓(xùn)練    1神舟六號飛船于2005年10月12日9點正點火升空，關(guān)于在此過程的下列說法，不正確的是（ &

12、#160; ）    A. 在發(fā)射過程中，神六推進器燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，內(nèi)能又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能    B. 神六采用順行軌道發(fā)射，這樣可利用地球自西向東旋轉(zhuǎn)的部分速度，從而可以節(jié)約發(fā)射的能量    C. 發(fā)射神六的火箭采用的主要燃料是液態(tài)氫，因為它的熱值大，且屬于清潔燃料    D. 神六是采用直線發(fā)射一次性送達目的地    2. 自1986年2月1日在西昌衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射我國第

13、一顆地球同步衛(wèi)星以來，我國累計已發(fā)射了30多顆地球同步衛(wèi)星，下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法不正確的是（    ）    A. 地球同步衛(wèi)星軌道只能是在赤道的正上方    B. 地球同步衛(wèi)星軌道距地面的高度是不確定的，是可以變化的    C. 地球同步衛(wèi)星，故名思意即衛(wèi)星相對地表靜止則地球同步衛(wèi)星繞赤道轉(zhuǎn)動一周所需時間應(yīng)約為24小時    D. 因地球同步衛(wèi)星軌道只有一條，故同步衛(wèi)星的容量是有限的，所以

14、我國應(yīng)多發(fā)射，早發(fā)射同步衛(wèi)星    3神舟六號飛船于2005年10月12日成功發(fā)射，它標志著我國航天事業(yè)又向前邁出了重要一步當運載火箭點火后離開發(fā)射臺升空的瞬間，火箭底部會涌出龐大的白色氣團我們知道火箭剛點火發(fā)射時，高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺地面，一般物質(zhì)遇到如此高溫就會熔化為了保護火箭發(fā)射臺，必須在發(fā)射臺底建造一個大水池，從而巧妙地解決了這項技術(shù)難題    1）請你說出火箭升空過程中能理的轉(zhuǎn)化；    2）火箭升空瞬間的龐大白色氣團是什么？它是怎樣形成的？ 

15、0;  3）分析發(fā)射臺受到保護的道理二、衛(wèi)星壽命涉及的問題    衛(wèi)星在軌道上存留的時間，是從衛(wèi)星進入預(yù)定的目標軌道到隕落為止的時間間隔 近地軌道衛(wèi)星的軌道壽命主要取決于大氣阻力在大氣阻力作用下，衛(wèi)星的實際軌道是不斷下降的螺旋線（不考慮衛(wèi)星在軌運行時采取軌道保持措施）當衛(wèi)星下降到110120公里的近圓形軌道時，大氣阻力將使衛(wèi)星迅速進入稠密大氣層而燒毀一般說來衛(wèi)星軌道高度越高，大氣阻力越小，壽命也就越長超過1 000公里高度的衛(wèi)星，軌道壽命可能達千年以上；高度在160公里左右的衛(wèi)星，軌道壽命只有幾天甚至幾圈知識挖掘訓(xùn)練 

16、60;  4神舟六號飛船在繞地球飛行約77圈即115個小時后返回主著陸場試計算神六飛行的總路程和平均速度（R地=6.4×106米，神六距地面高度h=0.343×106米)三、衛(wèi)星回收過程中涉及的問題    回收是發(fā)射的逆過程，返回階段對航天員和飛船的考驗最大.    在飛船距地表約100 km時，返回艙開始進入大氣層由于返回艙對大氣的高速摩擦和對周圍空氣的壓縮，返回艙的速度急劇降低，這樣它的大部分動能與勢能變成了熱能雖有大部分熱能以輻射和對流的方式散失掉，但仍能達到上千攝氏度

17、的高溫為了防止有效載荷艙或乘員座艙燒毀，再入航天器備有再入防熱系統(tǒng)由于防熱系統(tǒng)的重量會影響再入航天器的性能，因此可將不需要返回地面的儀器就留在軌道上繼續(xù)工作或遺棄（太空垃圾是怎樣產(chǎn)生的？），從而大大減輕航天器重量而降低技術(shù)難度待要進入大氣層時要適時啟動航天器反推力火箭使其減速，并選擇適當?shù)慕嵌冗M入大氣層，快要接近地面時才張開降落傘使其垂直著陸或濺落安全著陸    進入大氣層后在飛船離地80 km到40 km范圍內(nèi)，由于飛船摩擦生熱，會在飛船表面和周圍氣體中產(chǎn)生一個溫度高達上千攝氏度的高溫區(qū)高溫區(qū)內(nèi)的氣體和飛船表面材料的分子被分解和電離，形成一個等離子區(qū)，

18、像一個套鞘似的包裹著飛船，從而使飛船與外界的無線電通信衰減，甚至中斷，出現(xiàn)“黑障”現(xiàn)象    此外把返回艙做成底大頭小是因為返回艙返回時將重新進入大氣層，氣流千變?nèi)f化將使高速飛行的返回艙難以保持固定的姿態(tài)，不倒翁的形狀不怕氣流的擾動知識挖掘訓(xùn)練    5神舟六號飛船返回艙在返回時，在通過大氣層時因表面與大氣層劇烈摩擦產(chǎn)生大量的熱能，從而使返回艙看起來就像一個閃光的火球，但由于表面有一層叫“燒蝕層”的特殊物質(zhì)在汽化時，能_從而起到保護作用    6神舟六號飛船于2005年10月

19、17日4時33分，成功回收著陸神六在進入稠密大氣層前，處于自由運動狀態(tài)，因受高空稀薄空氣的影響，在繞地球運動的同時，將很緩慢的向地球靠近，關(guān)于在此過程中的下列說法，不正確的是（   ）    A回收過程中，神六的勢能只轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能    B回收過程中，神六的勢能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽芎蛢?nèi)能    C回收過程中，神六雖采用了先進的回收技術(shù)但仍會出現(xiàn)“黑障”現(xiàn)象    D返回艙底大頭小，有利于回收著陸時利用不倒翁的形狀抗

20、氣流的擾動    7在返回艙降落到大約10千米的高度時，返回艙上的靜壓高度控制器通過測量大氣壓判定高度，并自動打開傘艙蓋，帶出引導(dǎo)傘，引導(dǎo)傘再拉出減速傘，則隨著返回艙的降落，靜壓高度控制器測量的大氣壓值逐漸變_    參考答案：.   .   3. 1）燃料燃燒獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭升空的機械能：同時，火箭升空過程中由于和大氣劇烈摩擦，有一部分機械能轉(zhuǎn)化為火箭和飛船自身的內(nèi)能 2）是大量水蒸氣液化形成的霧狀的小液滴當高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺的大水池中時，池中的水迅速氣化成大量水

21、蒸氣，水蒸氣上升過程中又液化成霧狀的小液滴 3）水池中的水汽化時吸收大量的熱量使發(fā)射臺的溫度不會升得過高 4）.×109米，V=7 870米/秒5. 吸收大量熱量  6. A  7. 大我國開始實施載人航天工程時，人類已經(jīng)研制出宇宙飛船、航天飛機和空間站3種航天器。我們?yōu)槭裁床恢苯友兄坪教祜w機或空間站，而要從宇宙飛船起步呢？有關(guān)專家介紹說，航天飛機和空間站的研制投入很大，風(fēng)險也大，技術(shù)難度高；而宇宙飛船在技術(shù)上容易突破，研制費用較少，研制周期也較短。因此，研制載人飛船的方案更符合中國國情，我國的載人航天事業(yè)應(yīng)該從飛船起步。1992年，飛船載人航

22、天工程正式立項，這項工程后來被定名為“神舟”號飛船載人航天工程?！吧裰邸憋w船發(fā)射時間為什么都選在比較寒冷季節(jié)？航天發(fā)射是一項龐大的系統(tǒng)工程。飛船上天后，由地面測控站和遠洋航天測量船組成的航天測控網(wǎng)將對飛船實施測控管理和回收。執(zhí)行海上測控任務(wù)的4艘“遠望”號遠洋航天測量船分布在太平洋、印度洋和大西洋的指定海域，其中3艘測量船分布的海域在南半球，那里的冬季海況極為惡劣，夏季則適于觀測。而南半球的夏季，正是我國所處北半球的冬季，因此“神舟”飛船的發(fā)射要盡量安排在比較寒冷的季節(jié)。飛船著陸場為何選在內(nèi)蒙古中部？根據(jù)飛船運行軌道特點，著陸場必須具備個條件：一是飛船將從這個地區(qū)上空多圈次通過；二是場地要開闊

23、；三是地勢要平緩，地表要足夠堅硬；四是天氣狀況要好。內(nèi)蒙古中部地區(qū)屬沙質(zhì)草地，地勢平坦開闊，區(qū)內(nèi)沒有大河，為中溫帶大陸氣候，全年干燥，少雨多風(fēng)，能見度高。當?shù)厝藷熛∩?，平均每平方公里不超過10人。因此，“神舟”飛船的主著陸場選在了內(nèi)蒙古草原上。“神舟”飛船為什么不進行搭載動物試驗？前蘇聯(lián)和美國在將宇航員送入太空之前，都進行過多次動物飛行實驗，探索太空環(huán)境是否適合人類生存。因此，我國的載人航天試驗就不需要重復(fù)進行驗證。另外，由于動物在生理指標方面同人差別大，對新環(huán)境的適應(yīng)性差，動物試驗難以完全證明飛船艙內(nèi)的環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)能否滿足載人需要。所以，“神舟”飛船選擇了攜帶“模擬假人”，進行擬人

24、裝置試驗一個值得探討的命題素材“神舟六號”2005年10月12日，搭乘費俊龍、聶海勝兩名航天員的“神舟”六號載人飛船，在酒泉由“長征二號F”運載火箭發(fā)射升空，17日凌晨4時33分，在經(jīng)過115小時32分鐘的太空飛行完成了中國真正意義上有人參與的空間科學(xué)實驗后，“神舟六號”載人飛船返回艙順利著陸，航天員費俊龍、聶海勝安全返回。有的老師以“神舟六號”為命題的素材，可以命出一些好題、妙題。1飛船進入運行軌道后，在距地 350 km的高空作圓周運動，飛船平均1.5 h可繞地一周,飛船的運動速度約是         

25、; km/h,(地球的半徑約是6 400 km)飛行中航天員費俊龍在艙內(nèi)連做了4個“前滾翻”,用時約3分鐘,以地面為參照物,費俊龍一個“跟頭”就飛了約      km。2“神舟六號”在上升的過程中，若以“神州六號”為參照物，則費俊龍、聶海勝是         ；若以地面為參照物，則費俊龍是         ?！吧裰哿枴憋w船在與火箭未脫離之前以&#

26、160;        為參照物飛船是靜止的，費俊龍在艙內(nèi)坐椅上方連做了4個“前滾翻”，結(jié)束后，以聶海勝為參照物，費俊龍是         的，以地面為參照物他是         的。3使火箭升高的力的施力物體是          ,飛船發(fā)

27、射升空后,通過噴射燃氣來實現(xiàn)變軌控制,將飛船推入橢圓形軌道,運用了       物理道理,若火箭起飛時的質(zhì)量4.6×105kg,豎直向上的推力5.88×106N,起飛時合力   N(不計空氣阻力g取10N/kg )。4在從地面到太空中的過程中，宇航員身體的質(zhì)量      ，重力     ，進入軌道后，飛船不需要動力也能飛行，是因為   &

28、#160;     。5假如費俊龍、聶海勝兩人都出軌道艙，在太空中漫步，是否能夠面對面的直接交談？6你能說出宇航員身著乳白色的宇航服的作用嗎？        解析：航天員身著乳白色的宇航服的作用很多：防寒冷；使體內(nèi)外壓強平衡等，當飛船座艙發(fā)生泄露，壓力突然降低時，接通艙內(nèi)與之配套的供氧系統(tǒng)，服裝內(nèi)就會立即充壓供氣，確保宇航員能安全返回，航天員的頭盔、手套和鞋子更加特殊，能隔音、隔熱和防碰撞，手套與航天服相配套，充氣加壓后具有良好的活動功能和保暖性能。n2005年10

29、月12日9時，隨著指揮員“點火”一聲令下，長征二號運載火箭噴射出一團橘紅色的烈焰，將中國人自己設(shè)計制造的“神舟六號”飛船平地托起，直沖云天，在剛離地上升的過程中，“神舟六號”飛船的動能         ，重力勢能         ，機械能         。飛船進入太空后在橢圓形軌道上平穩(wěn)運行，在關(guān)閉推動器之后，從近地點到遠地點運行時，飛船的勢能將        ，動能         機械能         。7 .飛船在脫離軌道進入大氣層后，由于空氣的阻力作用，勢能       ，機械能