第4节 跨学科实践:制作简易热机模型 1(10分)设计火箭发射系统 【项目提出】 2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射,此次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第五次载人飞行任务。同学们为此感到无比自豪,同时也对火箭的发射产生浓厚的兴趣,在跨学科实践课上,经老师指导,开展了“设计火箭发射系统”的项目化学习活动。 【项目分解】 (1)制作简易火箭 (2)改进并优化火箭发射系统 【项目设计与实施】 (1)过程 为探究火箭发射原理,同学们先进行了下面的实验,如图甲所示在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,给水加热,加热一段时间后我们看到 的现象,说明利用 可以做功。 (2)通过课堂学习,同学们知道火箭属于 。于是同学们以酒精为燃料制作简易火箭。如图乙,饮料瓶剪掉底,用纸壳做支架就制成箭体。用喷壶向瓶内喷适量酒精后迅速将火箭立在桌面上,用如图丙所示的打火器在火箭底部引燃酒精蒸气,燃气就将瓶体顶飞出去了。简易火箭发射过程的能量转化流程图如方框所示,请你补充完整:① ,② 。 以上能量的转化过程中,能量的总量 。 (3)优化火箭发射系统 同学们在实践过程中考虑到直接用打火器点火距离火箭太近不安全,于是设计了如图丁的电路,将火箭扣在电热丝上,闭合开关后,电热丝温度升高,将 转化为 ,引燃箭体内酒精蒸气,完成火箭的发射。 【项目拓展】 (4)经查阅资料,我国自主研制的朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。这是全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭。火箭专用的燃料被称为推进剂,推进剂在火箭发动机中加速燃烧为火箭飞行提供能量。液态甲烷可以作为低温推进剂,因为甲烷的比热容 ,是良好的冷却剂。 【实践应用】 2(6分)蜡烛易拉罐热机模型:利用蜡烛和易拉罐制作热机模型,步骤如下:在易拉罐底部开一个小孔,将蜡烛固定在易拉罐内底部,在易拉罐侧面靠近顶部处打两个小孔,穿入一根铁丝作为转轴,在转轴上安装两个轻质叶片。点燃蜡烛后,发现叶片会转动起来。 (1)此热机模型工作过程中,蜡烛燃烧将 能转化为内能,最终又转化为叶片的 能。 (2)若将易拉罐换成更薄的材料,其他条件不变,叶片转动的速度会 (选填“变快”“变慢”或“不变”),原因是 。 (3)该热机模型的效率较低,从能量转化角度分析,可能的原因是什么 第4节 跨学科实践:制作简易热机模型 1(10分)设计火箭发射系统 【项目提出】 2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射,此次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第五次载人飞行任务。同学们为此感到无比自豪,同时也对火箭的发射产生浓厚的兴趣,在跨学科实践课上,经老师指导,开展了“设计火箭发射系统”的项目化学习活动。 【项目分解】 (1)制作简易火箭 (2)改进并优化火箭发射系统 【项目设计与实施】 (1)过程 为探究火箭发射原理,同学们先进行了下面的实验,如图甲所示在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,给水加热,加热一段时间后我们看到 塞子被冲出 的现象,说明利用 内能 可以做功。 (2)通过课堂学习,同学们知道火箭属于 热机 。于是同学们以酒精为燃料制作简易火箭。如图乙,饮料瓶剪掉底,用纸壳做支架就制成箭体。用喷壶向瓶内喷适量酒精后迅速将火箭立在桌面上,用如图丙所示的打火器在火箭底部引燃酒精蒸气,燃气就将瓶体顶飞出去了。简易火箭发射过程的能量转化流程图如方框所示,请你补充完整:① 内能 ,② 机械能 。 以上能量的转化过程中,能量的总量 不变 。 (3)优化火箭发射系统 同学们在实践过程中考虑到直接用打火器点火距离火箭太近不安全,于是设计了如图丁的电路,将火箭扣在电热丝上,闭合开关后,电热丝温度升高,将 电能 转化为 内能 ,引燃箭体内酒精蒸气,完成火箭的发射 ... ...
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