資源簡介

(共69張PPT)
綜合實踐活動
《火箭模型的實踐與探究》
課題組長：
職責：安排任務、督促進度、
收集資料
課題：火箭模型的實踐與探究
子課題一：探尋火箭的發展史
子課題二：探究火箭模型的結構與發射原理
子課題三：設計并制作紙火箭模型
負責人：
組員：6人
負責人：
組員：6人
負責人：
組員：6人
子課題一：火箭的發展史
活動主要方式
網絡查詢
小組討論
互動交流
火箭是歷史悠久的投射武器，中國古代的火箭就是現在火箭的鼻祖。早在宋理宗紹定5年（約公元1232年）宋軍保衛汴京時便已用來對抗元軍，后來火箭技術經由阿拉伯人傳至歐洲。
古代火箭
北宋初年（公元10世紀）出現世界上最早的火藥火箭。中國古代火箭有箭頭、箭桿、箭羽和火藥筒四大基本部分。分別對應現代火箭的、戰斗部、箭體結構、穩定系統、推進系統。
弓火藥箭——最早的火藥火箭
古代火箭
這是古代的喀秋莎火箭炮，發射器中帶有多發火箭彈。實行多發齊射，增加射擊密度，迄今仍是提高無控火箭殺傷威力的基本途徑。
百虎齊奔——多管火箭
古代火箭
明代史書上記載的軍用火箭“神火飛鴉”外型如烏鴉，.用細竹或蘆葦編成，內部填充火藥，鴉身兩側各裝兩支“起火”，“起火”的藥筒底部和鴉身內的火藥用藥線相連。作戰時，用“起火”的推力將飛鴉射至100丈（333米）開外，飛鴉落地時內部裝的火藥被點燃爆炸。
神火飛鴉——最早的并聯有翼火箭
古代火箭
16世紀中葉，明朝中期，中國人發明了“火龍出水”，它是我國古代水陸兩用的火箭，也是二級火箭的始祖。龍頭下面，龍尾兩側，各裝一個半斤重的火藥桶，將四個火箭引信匯總一起，并與火龍腹內火箭引信相連，水戰時，面對敵艦，離水面三、四尺處，點燃安裝在龍身上的四支火藥筒，這是第一級火箭，它能推動火龍飛行二、三里遠，待第一級火箭燃燒完畢，就自動引燃龍腹內的火箭，這是第二級火箭，這時，從龍口里射出數只火箭，直達目標，致使敵船燒毀。
火龍出水——最早的二級火箭
古代火箭
根據《武備志》記載，這種火箭是把裝上炸藥和細砂的小筒子，連在竹桿的一端；同時，再用兩個“起火”一類的東西，一正一反地綁在竹桿上。點燃正向綁著的“起火”，整個筒子就會飛走，運行到敵人的上空時，引火線點著炸藥，小筒子就下落爆炸；同時，反向綁著的“起火”也被點著，使竹桿飛回原來的地方。
飛空砂筒——最早的自動返回火箭
古代火箭
大明史嘉靖年間，萬戶進行最早的火箭載人升空試驗，成為載人飛行先驅，現在月球和火星均有以其名字命名的環形山。全世界最早的宇航員,他那次升天中壯烈殉職。最后在189米高空中爆炸。啟動裝置為36筒火箭，外置安全帶和座椅,4個氣球,這是人類歷史上最震撼的場面！
萬戶飛天——最早載人飛行
現代火箭的發展
1903年齊奧爾科夫斯基發表了世界上第一部噴氣運動理論著作《利用噴氣工具研究宇宙空間》，提出了液體推進劑火箭的構思和原理圖,他是現代宇宙航行學的奠基人。
現代火箭的發展
1923年赫爾曼·奧伯特發表了經典著作《飛往星際空間的火箭》（The
Rocket
into
interplanetory
），第一次用數學闡明了火箭如何獲得脫離地球引力的速度（1929年經過修改和充實改名《通向航天之路》），對早期火箭技術的發展有較大影響。
現代火箭的發展
1926年3月16日，羅伯特·高達德在美國馬薩諸塞州奧本鎮發射了世界第一枚現代火箭，它是液態燃料火箭。
現代火箭的發展
1931至1937年，格魯什科Valentin
Glushko在列寧格勒的氣體動力實驗室進行了最大規模的火箭引擎設計。在充足的資金和良好的人員經營下，他領導制出100枚實驗性火箭。這項工程包含了再生冷卻，自燃點火以及包括旋轉及雙推進混合設計的噴油器。
1936-1944年德國馮·布勞恩制帶領科研小組制作出第一種實用火箭V2系列火箭
現代火箭的發展
現代火箭的用途
導彈
是一種攜帶戰斗部，依靠自身動力裝置推進，由制導系統導引控制飛行航跡的飛行器。
運載火箭
運載火箭是一種航天運輸工具，它采用火箭發動機，將有效載荷送入太空。
導彈
按射程可分為：洲際導彈、遠程導彈、中程導彈和近程導彈。
東風31洲際導彈
導彈
按飛行方式可分：為彈道導彈和巡航導彈；
導彈
按用途分為地地、地空、艦地、艦空、艦艦、空第、空空、空艦、潛地、潛艦。
巨浪2潛射彈道導彈
中國有名的導彈有：
紅旗系列導彈、東風系列導彈、鷹擊系列導彈、巨浪系列導彈
（鷹擊-91）
美國有名的導彈有：
標準系列導彈、三叉戟系列導彈、
戰斧系列導彈、民兵系列導彈
（標準-Ⅱ）
俄羅斯有名的導彈有：
白楊系列導彈、R系列導彈、
山毛櫸系列導彈、S系列導彈
（S400）
印度有名的導彈有：
烈火系列
（烈火3）
運載火箭
"衛星號"是蘇聯發射世界上第一顆人造地球衛星用的運載火箭，其基礎級是世界上迄今發射次數最多的一種基礎級運載火箭。
運載火箭是由多級火箭組成的航天運載工具。它每一級都包括箭體結構、推進系統和飛行控制系統。
最有名運載火箭：
中國“長征”系列
蘇聯
“東方號”系列火箭、
“安加拉”
系列火箭、
“能源號”
系列運載火箭、
“質子號”
系列運載火箭
“聯盟號”
系列運載火箭
美國
“大力神”系列運載火箭
“德爾塔”系列運載火箭
“雷神”系列運載火箭
“宇宙神”系列運載火箭
“土星”系列運載火箭
歐洲“阿里安”系列
日本
“H”系列運載火箭
大推力運載火箭
中國長征五號運載火箭起飛質量約620~850噸
近地軌道運載能力10~25噸
大推力運載火箭
歐洲阿里安5運載火箭
起飛質量240~470噸
近地軌道運載能力7～11t
大推力運載火箭
日本H2B運載火箭
起飛重量531噸
近地軌道運載能力8噸
大推力運載火箭
俄羅斯安加拉運載火箭
起飛重量759噸
起飛推力約1372噸
近地軌道運載能力24.5噸
大推力運載火箭
美國戰神I-X運載火箭
起飛重量816噸
起飛推力1360噸
近地軌道運載能力25噸
大推力運載火箭
俄羅斯能源號運載火箭
起飛質量約2400噸
起飛推力3500噸
近地軌道運載能力108噸
1988年最后一次發射
大推力運載火箭
美國土星5號運載火箭
起飛重量3038噸
起飛推力3408噸
近地軌道運載能力118噸
1973年最后一次發射
子課題二：探究火箭模型的結構與原理
活動主要方式
網絡查詢
小組討論
互動交流
實物研究
火箭模型的零部件
拼裝完成的火箭模型
火箭模型的原理
火箭模型的為什么能飛上天
火箭飛上天是一種反沖運動。力作用在物體上會產生加速度，持續一定時間，物體就有了速度的增加量。一個物體在內力的作用下分成兩個部分，一部分在內力的作用下向某個方向有速度的增加量，則另一部分則必然向相反的方向有速度的增加量，這個現象叫做反沖運動，用公式描述為：M1V1=M2V2。
火箭就是利用氣體做反沖運動而上升的。當火箭發動機被點燃后，它瞬間產生高溫高壓氣體，這些氣體告訴向后噴出，根據反沖運動原理，火箭的箭體就獲得向前的速度。
反沖運動視頻
火箭模型的原理
為什么火箭的頭錐是尖的？
尖的頭錐有效減小空氣的阻力。
火箭模型的原理
火箭模型的尾翼有什么作用？
尾翼是火箭模型的飛行穩定系統。
火箭模型的運行原理
火箭模型的發動機是怎樣工作的？
火箭火箭發動機有兩次點火過程。
（1）第一次點火工作。點火后推進劑燃燒，瞬間產生大量高壓氣體，向后噴射過程中，火箭升空。
（2）火藥第二次點火工作。火藥第一階段燃燒完成，火箭上升到一定高度，這時延時劑燃燒，不產生推力，然后火箭第二次點火，彈射劑燃燒，向火箭內部噴出大量氣體，火箭頭錐被噴出，頭錐把降落傘帶出。
火箭模型的運行原理
火箭模型的降落傘起什么作用
降落傘打開后產生很大的空氣阻力，有效的降低火箭模型的下降速度，避免砸傷人員和避免砸壞器材。
火箭模型的原理
火箭發動機的點火頭如何工作的？
模型火箭發動機使用的點火裝置，實際上是一個電點火頭，由導線、電阻絲、熱敏火藥組成。電點火頭通常經過噴管插入推進劑藥柱內孔中，當按動點火按鈕時，整個點火電路瞬間的電流很大，電阻絲短時間被加熱到點燃熱敏火藥的溫度。
點火頭測試視頻
子課題三：設計并制作紙火箭模型
活動的主要方式——自主設計
活動的主要方式——互動交流
活動的主要方式——動手操作
制作準備
制作工具及材料
直徑2.2cm的薄鋼管、固體膠、A4紙、物理實驗室打點計時器用的紙帶、液體膠水、雙面膠、硬卡紙、透明膠帶、28cm
35cm的保鮮袋
用A4紙繞著薄壁鋼管卷，邊卷邊用固體膠涂，要保證邊緣整齊，每一個箭體卷兩張紙。
制作零件——箭體
用固體膠黏住尾部，然后把紙頭錐試著插進上面的卷紙箭體，一般情況會插不進去，這時我們可以截去一小段最外面的紙帶，然后再試，每次截去的長度要短，多試幾次直到頭錐能恰好插進箭體；
再取一根紙帶，然后用剪刀從中間分開，得到寬0.8cm的窄紙帶，然后把窄紙帶在離頭錐尾部1.2cm左右的位置卷起來，卷的厚度與箭體厚度相同；
在頭錐表面涂一層液體膠，膠水干透后可更好的固定，可用砂紙稍微打磨頭部使之更光滑，以減小空氣阻力。
制作零件——頭錐
制作零件——尾翼
1
3
4
5
6
7
5.5cm
7cm
2
制作零件——降落傘
截取一段長度為3cm直徑為4mm的塑料吸管作為導向管，安裝在箭體中部，對齊紙張邊緣，以確保導向管與箭體軸線平行。
制作零件——導向管
制作零件——阻燃花泥
模型組裝——安裝發動機
黏上另外兩片尾翼，檢查無誤后用快干膠加固。
模型組裝——安裝尾翼
模型組裝——安裝導向管
模型組裝——安裝降落傘
模型組裝——合攏頭錐
模型發射——發射裝置
模型發射——安裝火箭
火箭發射
模型發射——發射后的火箭模型
匯報完畢，謝謝！

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