化学九年级下册（2024）跨学科实践活动10 调查我国航天科技领说课课件ppt

这是一份化学九年级下册（2024）跨学科实践活动10 调查我国航天科技领说课课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了活动目标，活动设计与实施等内容，欢迎下载使用。
1 . 了解新型材料和新型能源在我国航天科技领域中的应用，树立民族自豪感。2 . 加深对物质的性质与应用、能量的转化和转移等的认识。3 . 通过设想未来新型材料和新型能源，形成创新意识。
任务一 了解我国宇航产品的基本情况1. 我国宇航产品主要分为火箭和航天器。查阅资料，了解我国宇航产品的发展。
知识链接:火箭是火箭发动机喷射工质（工作介质）产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂，不依赖外界工质产生推力，可以在稠密大气层内，也可以在稠密大气层外飞行，是实现航天飞行的运载工具。
航天器，又称空间飞行器、太空飞行器。按照天体力学的规律在太空运行，执行探索、开发、利用太空和天体等特定任务的各类飞行器。航天器基本上都在太阳系内运行。
2. 请调研火箭和航天器的种类及主要用途。尝试绘制包含这些信息的示意图。
知识链接:选择宇航产品的材料时需考虑的问题：（1）宇航产品的环境：空间环境，发射和返回环境。（2）材料的理化指标：比刚度、比强度、密度和耐热性。
空间环境主要包括超低温、强辐射、高真空，还有高速运动的尘埃、微流星体和流动星体及绕地球高速运转的“太空垃圾”。发射和返回环境包括加速度环境、振动环境、噪声环境、冲击环境等，航天器高速飞行时与大气层产生摩擦，其热量甚至能够达到2 000 ℃以上。
烧蚀材料的作用：隔热保护、冷却效应、气动稳定（改变航天器表面的气动特性，减少空气摩擦所带来的破坏力）。比强度：材料的抗拉强度与密度的比值。比刚度：材料的弹性模量与密度的比值。航天飞行器的重量每减少1公斤，可使运载火箭减轻500公斤。
任务二 了解宇航产品的材料选择1. 查阅资料，结合金属材料和高分子材料等知识，选择一款宇航产品，了解并分析其主体结构、外部涂层、功能部件等所使用的材料及其特点。（以下内容仅供参考）神舟十二号飞船的材料及特点
2. 根据调查的材料信息完善示意图。
任务三 了解宇航产品的能源选择1. 火箭的能源。查阅资料，结合燃烧、能量等知识，了解并分析火箭的推进剂，说明不同推进剂的特点。（1）调查目前用到的火箭推进剂中的燃料，从比冲、能源类别、存储情况、是否环保、是否广泛使用的角度认识推进剂（至少选择两个角度进行分析）。
特别提醒:比冲：单位推进剂的量所产生的冲量，可以理解为1 kg 的燃料产生1 kg力的推力可以持续的时间（秒数），国际单位为秒（s）。比冲越高，意味着相同质量的燃料火箭能获得更多动量，最终的速度越快，典型的固体火箭发动机的比冲量可以达到290 秒，液体火箭主发动机的比冲量则是300 至453秒。例如“比冲量可以达到290秒”是指火箭喷出的燃料的速度可以达到2 900 m/s。
（2）根据信息写出下列推进剂使用时反应的化学方程式及能量转化。
（3）当前的研究方向由碳氢燃料转化为高密度液体碳氢燃料。查阅资料，了解高密度液体碳氢燃料的优势（能结合飞行器的实际情况进行表达即可）。高密度液体碳氢燃料具有更高的质量密度和体积热值，在发动机燃料箱容积有限的情况下, 能有效增加所携带的能量，降低发动机油耗比，满足高航速、大载荷和远射程的要求；或在保持性能不变的情况下，减小燃料箱容积，实现飞行器小型化, 提高机动性和突防能力。
方法指导:对比高密度液体碳氢燃料和碳氢燃料，了解其突出优点和研究进展。
2. 调研航天器的能源。查阅资料, 了解并分析人造卫星、宇宙飞船、空间探测器、空间站等航天器在开展工作时所使用的能源种类及其特点。
知识链接:高密度液体碳氢燃料是为提高航空航天飞行器性能 (航程,载荷, 速度) 而人工合成的燃料。
3. 根据调查的能源信息进一步完善示意图。
知识拓展:“斯特林热电转换试验装置”顺利完成我国首次技术在轨试验，热电转换效率等综合技术指标达到国际先进水平。该系统具有结构简单、效率高、质量轻、启动快、振动小及噪声低等优点，将热能高效转化为电能，能够减少对传统太阳能的依赖。在未来载人登月及深空探测等空间任务中，具有广阔应用前景。
任务四 设想航天科技领域中未来的新型材料和能源1. 调查研究目前正处于试验阶段的新型材料，并了解其面临的挑战。（选择一种材料加以阐述）
2. 展望我国航天科技中新型能源的未来发展方向。未来太空能源的发展趋势：①提高能源系统的效率和可靠性；②减少对太空环境的影响，提高能源系统的环保性能；③降低能源系统的成本。
3. 设计一款未来的宇航产品，绘制出它的外观，并将其用途、所使用的材料、能源等标注在图中。（以下内容仅供参考）
方法指导:依据宇航产品的工作环境，结合材料的性质、环保、经济等角度综合评价材料，选择或研发满足特定需求的材料。结合燃烧、能量等知识，依据反应原理、存储情况、以及是否高效、环保、价格等方面，选择最优的能源。