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認識飛行器
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新知導入
飛向天空， 飛出地球，探索浩瀚的宇宙，一直以來就是人類不懈的追求。為此，人類發明、制造出各種飛行器。
飛行器有哪些種類？它們是怎樣飛起來的？讓我們試著制作一種飛行器，去“探索”宇宙的奧秘吧！
新知導入
飛行器是人類飛離地面、飛向太空的重要工具。
科學實踐
一、各種各樣的飛行器
為了飛向天空，人們發明了哪些飛行器？
自古以來，行走于地面的人類一直向往著在天空翱翔。古代人類在艱難的生活和生產中，只能寄托于神話般的幻想。所以就有了“嫦娥奔月”“蠟制羽翼”“飛車”“飛毯”等神話傳說。可以說人類征服天空的歷史是從神話故事開始的。
暢享階段
科學實踐
嫦娥奔月
嫦娥奔月：中國上古時代神話傳說故事，講述了嫦娥被逄蒙所逼，無奈之下，吃下了西王母賜給丈夫后羿的一粒不死之藥后，飛到了月宮的事情?！版隙鸨荚隆钡纳裨捲醋怨湃藢π浅降某绨荩瑩F存文字記載最早出現于《淮南子》等古書。
科學實踐
風箏（鳥類模型）——依靠天然的風力，借自然空氣動力原理飛行的飛行器
孔明燈——依靠空氣浮力上升
模型階段
科學實踐
冒險階段
1783年，法國人蒙哥爾費兄弟成功制成了可以載人的熱氣球。同年，羅奇埃乘坐這個熱氣球在凡爾賽宮上空飛行了25分鐘，人類真正開始了“空中時代”。
科學實踐
1849年，空氣動力學之父英國喬治·凱利制造了一個三翼滑翔機，并讓一個10歲小孩坐著它從山頂滑下，實現了人類歷史上第一次載人滑翔系留牽引飛行。
喬治·凱利
科學實踐
1893年，德國工程師奧托·李林塔爾發明了自帶動力滑翔機。
科學實踐
1900年，弗朗西斯·波多特制作了自行車飛行器。
科學實踐
穩定飛行階段
1903年12月17日，萊特兄弟研制出的第一架飛機“飛行者1號”在美國北卡羅萊納州試飛成功。萊特兄弟首創了讓固定翼飛機能受控飛行的飛行控制系統，從而為飛機的實用化奠定了基礎。
科學實踐
為了飛離地球，人們又發明了哪些飛行器？
火箭是靠火箭發動機噴射工作介質產生的反作用力向前推進的飛行器，它不依賴外界工質產生推力，可以在稠密大氣層內，也可以在稠密大氣層外飛行。火箭是實現航天飛行的運載工具?；鸺从猛痉譃樘娇栈鸺瓦\載火箭。
科學實踐
人造衛星是環繞地球在空間軌道上運行的無人航天器。人造衛星基本按照天體力學規律繞地球運動，但因在不同的軌道上受非球形地球引力場、大氣阻力、太陽引力、月球引力和光壓的影響，實際運動情況非常復雜。人造衛星是發射數量最多、用途最廣、發展最快的航天器。人造衛星發射數量約占航天器發射總數的90%以上。
人造衛星可分為三大類：科學衛星、技術試驗衛星和應用衛星?？茖W衛星是用于科學探測和研究的衛星，主要包括空間物理探測衛星和天文衛星，用來研究某星球的大氣、輻射帶、磁層、宇宙線、太陽輻射等，并可以觀測其他星體，世界上大多數的人造衛星為人造地球衛星，另外有人造火星衛星等。
科學實踐
航天飛機是一種往返于近地軌道和地面間的、可重復使用的運載工具。它既能像運載火箭那樣垂直起飛，又能像飛機那樣在返回大氣層后在機場著陸。航天飛機通常由軌道器、外貯箱和固體助推器組成。
科學實踐
中國空間站
空間站又稱太空站、航天站，是一種在近地軌道長時間運行、可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器?？臻g站分為單模塊空間站和多模塊空間站兩種。單模塊空間站可由航天運載器一次發射入軌，多模塊空間站則由航天運載器分批將各模塊送入軌道，在太空中將各模塊組裝而成。在空間站中要有人能夠生活的一切設施，空間站不具備返回地球的能力。
科學實踐
觀察不同的飛行器，了解它們是利用什么動力飛上天的。
孔明燈、風箏、熱氣球、飛機等——依靠空氣的浮力和升力飛上天
孔明燈
科學實踐
人造衛星、宇宙飛船等——靠火箭的推力、引力飛上天
人造衛星
宇宙飛船
科學實踐
火箭——依靠燃料燃燒產生的反沖力飛上天
火箭
科學實踐
二、了解飛行器中的仿生學
人類的許多創造靈感來自大自然。搜集資料，調查在制造飛行器的過程中，哪些發明受到了生物的啟發。
科學實踐
飛機整體形狀和鳥的身體外形
人類最初對飛行的認識來自鳥。首先飛機的整體形態和小鳥的身體形狀十分相似。從小小的頭部，到展開的翅膀，到最后的分開的尾部形態，都基本一樣。
科學實踐
海鳥與機頭的探測器
機頭探測器的設計靈感來自海鳥。海鳥可以通過喙部察覺出空氣中的陣風荷載量，并通過調節翅膀的形狀抑制升力。運用此原理，新型的空中客機通過安裝在機頭的探測器可以檢測風力并利用其可移動的機翼表面提高飛行效率。這個設計還可以進一步節能減排。
科學實踐
機身形狀和鳥的身體外形
機身的形狀模仿的是鳥類紡錘形（或流線型）身體外形。19 世紀初，英國科學家凱利模仿山鷸的紡錘形，找到阻力小的流線型結構，這對航空技術的誕生起到了促進作用。
科學實踐
鳥類和機翼翼型
飛機機翼的設計正是受到鳥翼形狀的啟發。機翼翼尖處有一個小翼的設計靈感來源于老鷹等大型鳥類。人們通過長期觀察自然界大型鳥類，比如鷹和隼，發現它們在飛行中展開翅膀向上偏折翅尖羽毛以減小阻力，從而實現遠距離滑翔。受此啟發，設計師發明了翼尖小翼，并將其安裝在運輸飛機上，以減小飛機的阻力。冀尖帶有小翼的飛機的飛行能力要強一些，但是也不是所有飛機都是帶有小翼的。
科學實踐
蝙蝠與雷達
蝙蝠是在夜間活動的動物，它在飛行時不是靠眼睛，而是靠耳朵避開障礙物。原理是蝙蝠在飛行中不斷地發出超聲波，超聲波碰到障礙物時會反射回來，蝙蝠的耳朵接收到信號就能確定方位?？茖W家就是模仿蝙蝠探路的方法，發明了可以確定方位的雷達。駕駛員從雷達的熒光屏上，能夠看清楚前方有沒有障礙物，所以飛機在夜里飛行也十分安全。
科學實踐
生物的神奇本領與生物系統的結構密切相關。生物系統結構的奇妙程度遠遠超過迄今為止的許多人造機器。因此，研究生物系統的結構，模擬生物的本領，已經成為工程科學發展進步的重要途徑。通過研究生物系統的結構、功能等來改進工程技術系統，就是仿生學。
科學實踐
仿生學的知識對于我們設計和制作一種飛行器有什么啟發？
做好飛行器，首先要觀察和研究鳥類或昆蟲等飛行動物的特點，可以從中獲取更多靈感。
制作飛行器的材料應該選用材質輕的，易于飛行。
設計和制作的飛行器要具備飛行動力。
可以設計帶有平衡棒的飛行器使飛行狀態更平穩。
拓展與應用
飛行器是怎樣飛上天的
飛行器是能夠在空中飛行的器械或裝置，包括航空器、航天器、火箭等。
拓展與應用
航空器
能夠在地球大氣層中飛行的飛行器稱為航空器，如熱氣球、飛機等。它們主要是依靠空氣的浮力或空氣相對運動產生的升力而升空飛行的。
拓展與應用
航天器
能夠在地球附近空間或太陽系空間飛行的飛行器稱為航天器，如人造地球衛星、宇宙飛船、空間站等。它們在運載火箭的推動下獲得必要的速度進入太空，然后在引力作用下完成軌道運動。目前，能夠在太陽系外空間飛行的飛行器正處于探索階段。
拓展與應用
火箭
火箭可以在地球大氣層內外飛行，它們的動力來自火箭尾部噴射高速氣流而產生的反沖力。
課堂鞏固
1.19世紀末，奧托·李林塔爾發明了（ ）。
A.熱氣球 B.滑翔機 C.自行車飛行器 D.動力飛機
2.人造衛星和宇宙飛船都是靠（ ）送上太空的。
A.宇宙飛船 B.自身動力 C.飛機 D.運載火箭
3.火箭是靠（ ）運行的。
A.反沖力 B.彈力 C.重力 D.空氣浮力
B
D
A
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