《神舟号飞船中高中物理知识的探究及应用》学生导学案

2014-05-21 21:16阅读：

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陕西省西安中学樊兰君
明确本节任务目标：（共两部分三个环节）
第一部分、物理知识的探究
环节一：通过观看神舟号飞船的发射、绕行、返回、回收过程的部分动态模拟，思考这些过程都用到了你高中所学过的哪些章节的物理知识？会用自己的语言表达清楚。
温馨提示：观察过程中请同学们用眼观、动脑思，积极主动关注细节和动态转折点，指出是什么现象，对应什么物理知识？附：高一所学知识内容（人教版必修1和必修2：运动的描述、匀变速直线运动、力的相互作用、牛顿运动定律、曲线运动、万有引力与航天、功和能）
环节二：借助你平常所学到的力学分析方法，按所在小组分配的任务，将自己所思考的相关知识点与其他成员交流沟通并思考如何解决已经置换好的相应物理问题。
温馨提示：分析过程中可针对此问题思考它对应于哪些你所学过的知识点？如何转化为相应的物理模型？会运用到哪些相关规律，分析问题的方法步骤是什么？对此问题你有什么反思？需要给他人提出哪些好的建议？
第（1）、（2）组任务：请模仿如下物理知识示例再思考：

助推器整流罩分离

箭船分离

推进舱、帆板舱展开且对日定向

抛掉逃逸塔

点火发射

发射升空过程：（1）、为减少大气阻力所采取的系列措施
（2）、宇航员升空过程中的受力情况及运动状态的分析
还有哪些知识点？请用自己的语言表达出来，第1、2组分别再解决已转换过的第1、2道问题：

1、对于“神舟”号飞船的发射下面说法中不正确的是（）
A．火箭发射升空阶段，飞船内座椅对人的作用力大于人对座椅的作用力
B．火箭发射升空阶段，飞船内人对座椅的作用力大于人受到的重力，人受到的重力却越来越大
C．火箭发射的原理和我们过年时放“冲天炮”的原理一样，都利用了反冲使其向上加速运动
D．为了节省燃料，火箭在酒泉卫星发射中心升空后转弯入轨，多数都向东飞行
2、长征2号F型火箭是发射载人宇宙飞船“神舟号”的动力助推器，火箭全长58.3m，起飞重量479.8t，是目前我国研制火箭中最长、最重的。中国太空第一航天员杨利伟说：“飞船发射时，感觉超重感比较强，最大时达到5g”（即加速度达到5g）。人们把宇航员升空时对座椅的压力与静止在地球表面时的重力的比值，称为耐受力值，用k表示。在选拔宇航员时，要求他在此状态的耐受力值为4<</U>k<</U>12（杨利伟的k约为8，费俊龙、聂海胜、翟志刚的k值均为10），求
（1）飞船在竖直向上发射时加速度值的变化范围（地表重力加速度g=10m/s2）
（2）估算神州五号飞船发射时火箭的最大推力（设该加速度方向竖直向上）
第（3）、（4）、（5）组任务：请模仿如下物理知识示例再思考：

飞船运行中

推进舱分离

推进舱点火变轨

变轨及绕行：（1）描述飞船在圆轨道上运动的特征物理量之间的关系
（2）受空气阻力的影响，飞船变轨过程中的重力势能、动能、机械能的变化
还有哪些知识点？请用自己的语言表达出来，第3、4、5组分别再解决第3、4、5道问题：

3、2008年9月25日，我国利用'神州七号'飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空。设宇航员测出自己绕地球做圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是（）
A．地球的质量　　　B．地球的平均密度 C．飞船所需的向心力　　　D．飞船线速度的大小
4、据中新社3月10日消息，我国将于2011年下半年发射“天宫一号”目标飞行器，随后发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接。某同学得知上述消息后，画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由此假想图，可以判定（）
A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率
B．“天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期
C．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度
D．“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接
5、飞船进入轨道绕地球做圆周运动时，宇航员对躺椅的压力有多大？若宇航员做科学实验下列哪些常规器材不能用：天平，气压计、密度计、弹簧秤

第（6）组任务：请模仿如下物理知识示例再思考：

拉出主减速伞

发动机点火着陆

抛伞舱盖

弹射信标

现场搜救

返回及着陆：（1）飞船打开伞舱盖带出引导伞再拉出减速伞以增大返回舱减速运行中的阻力
（2）飞船返回舱着陆过程中可看作做匀减速运动，宇航员处于超重状态。
还有哪些知识点？请用自己的语言表达出来，并解决第6道所转换的问题：

6、发射航天器带来的轨道碎片等被人们称为太空垃圾,太空垃圾给航天事业带来巨大隐患,一颗迎面而来的直径0.5毫米的金属微粒,足以戳穿密封的航天服,太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患,还污染宇宙空间,尤其是核动力发动机脱落,会造成放射性污染,有些太空垃圾能逐渐落回地面,在重返大气层的过程中烧毁.则这些太空垃圾在逐渐落回地面的过程中 ( )
A．角速度逐渐增大 B．线速度和向心加速度逐渐减小
C．周期逐渐减小 D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能增大
第二部分、物理问题的解决
环节三：组际间相互交流探讨辨析。在不同组次之间就你们小组讨论的结果请出一位代表按如下程序进行汇报：此过程还有哪些物理知识点？相应的物理问题你们怎样分析解决的？还有哪些困惑？需要什么帮助？其他成员可以补充，其他组次进行质疑。
温馨提示：交流汇报辨析中，请同学们学会表达、倾听和尊重他人并及时思辨
表达时
（1）声音洪亮（2）吐字清晰（3）言简意赅
倾听时
（1）耐心听别人把话讲完再发表意见
（2）不重复别人的错误
（3）虚心辩证地听
课后作业
1、继续解决本组未选择和处理的问题并积极和其他组次同学交流
2、搜集有关嫦娥一号二号背景资料并提出相关物理问题，归纳总结处理此类问题的方法
3、对比嫦娥号飞船与神州号飞船中有哪些相似问题和不同问题，进行归纳讨论

我的收获（知识、方法、能力）：

我的疑问：

学后反思

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