大話火箭

一、火箭的起源

火箭也是熱機的一種，起源于中國，運用火藥燃氣反作用力原理創(chuàng)制，我國明代學者萬戶在研究火箭具有推動物體上升能力的基礎上，制作了一把能上天的椅子，在座椅背后安裝了當時最大的47支火箭，把自己捆在座椅上，兩手各拿一個大風箏，然后叫人把47支火箭同時點燃，想要借助火箭向前推進和風箏上升的力量飛向前方，這個試驗沒有成功，但萬戶被認為是世界火箭的鼻祖，成為世界歷史上試驗空中飛行的開拓者。

二、現(xiàn)代火箭中的初中物理知識

現(xiàn)代的火箭原理同古代的火箭相同，但結構要復雜得多，它用來發(fā)射探測儀器以及人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等空間飛行器。

火箭發(fā)動機工作時，燃料和氧化劑在燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫燃氣，溫度可達3 400℃，燃氣通過噴管向后高速噴出，對火箭產(chǎn)生推力，把火箭發(fā)射出去工作時，燃料的化學能最終轉化成火箭的機械能。

那么火箭內(nèi)裝的是什么樣的燃料呢?物態(tài)變化的知識告訴我們:將氣體液化的最大好處是使它的體積縮小，便于貯存和運輸，火箭里要用氫做燃料，用氧做助燃劑，而這些氧和氫都是通過壓縮體積的辦法使之液化，然后以液體狀態(tài)裝在火箭內(nèi)的。

而火箭在大氣中飛行的時候，它的頭部跟空氣摩擦生熱，溫度可以達到幾千攝氏度，在火箭頭上涂上一層特殊的材料，這種特殊材料在高溫下熔化并且汽化，而熔化和汽化都要吸熱，使火箭溫度不致升得過高，因而不致被燒毀，起到保護火箭頭部的作用。

三、我國的現(xiàn)代火箭

我國擁有兩個系列的運載火箭——“長征”系列和“風暴”系列。

“長征”一號:我國第一枚三級火箭，1970年4月24日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心首次發(fā)射，它第二次發(fā)射時把我國的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅”一號送入太空。

“長征”二號F:先后成功發(fā)射了“神舟”一號至“神舟”七號飛船，它可把8 t重的有效載荷送入近地點高度為200 km、遠地點高度為350 km的軌道，是目前我國所有運載火箭中起飛質(zhì)量最大、長度最長的火箭，運載火箭有箭體結構、控制系統(tǒng)、動力裝置、故障檢測處理系統(tǒng)、逃逸系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、外測安全系統(tǒng)、推進劑利用系統(tǒng)、附加系統(tǒng)、地面設備等十個分系統(tǒng)。

“長征”三號:是我國運載火箭進入國際衛(wèi)星發(fā)射服務市場的標志，發(fā)射“嫦娥”二號探月衛(wèi)星使用的是“長征”三號丙火箭，而發(fā)射“嫦娥”一號時使用的是“長征”三號甲火箭，作為“長征”三號系列火箭中的重要一員，“長征”三號丙火箭的研制成功標志著“長征”三號系列火箭終于形成了一個完整的系列，構成了中國高軌道運載能力最大、適應性最強的火箭群體。

“長征”四號:一種多用途三級常溫推進劑運載火箭，1988年9月7日和1990年9月3日兩次發(fā)射太陽同步軌道“風云”一號氣象衛(wèi)星均獲成功。

“風暴”一號:兩級運載火箭，共發(fā)射六顆衛(wèi)星。

四、中考“火箭”試題拾零

例1 2008年9月25日，“神舟”七號飛船由“長征”二號F大推力捆綁式運載火箭成功送入太空，飛船在脫離火箭之前，相對于_____是靜止的:飛船返回艙在返回過程中，與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，機械能轉變?yōu)開______，使艙體外表變成一團火球。

解析:飛船在脫離火箭之前，與火箭是捆綁在一起的，兩者的位置沒有發(fā)生變化;當飛船返回時，與大氣層發(fā)生摩擦，溫度升高，而溫度與內(nèi)能有關。

答案:火箭 內(nèi)能

例2 現(xiàn)代火箭用液態(tài)氫做燃料，是因為它具有( )

A 較大的比熱容 B 較低的沸點

C 較高的凝固點 D 較大的熱值

解析:選燃料一般是考慮熱值，選D

五、2011年中考試題預測

例3 2010年10月1日18時59分57秒，隨著指揮員“點火”一聲令下，“長征”三號丙火箭噴射出一團橘紅色的烈焰，將“嫦娥”二號探月衛(wèi)星平地托起，直沖云天，在剛離地上升的過程中，“嫦娥”二號衛(wèi)星的動能_____，重力勢能_____，(均填“增大”、“減小”或“不變”)

解析:“嫦娥”二號衛(wèi)星在剛離地上升的過程中，衛(wèi)星的質(zhì)量沒有變化，但是必須不斷增大速度，這樣才能脫離地球大氣層;而在上升過程中，離地的高度也越來越大，在質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大;高度越高，重力勢能越大。

答案:增大 增大

例4 2010年10月1日18時59分57秒，“嫦娥”二號探月衛(wèi)星在“長征”三號丙火箭的推動下，開始了奔月之旅，在火箭剛發(fā)射時，高溫火焰向下噴到發(fā)射臺的地面，很多物體遇到這樣的高溫火焰將會_____;為了保護發(fā)射臺底，就建了一個大水池，讓火焰嗩到水中，利用水的_____來吸收巨大的熱量，我們在電視上看到火箭升空瞬間，伴有迅速擴展的龐大的白色氣團是_____形成的。

解析:火箭剛發(fā)射時產(chǎn)生的高溫火焰溫度可以達到幾千度，而一般物體的熔點比它低得多，物體一旦遇到這么高的溫度就會熔化;當水遇到火焰時，水會汽化從而吸收大量熱量;當水變成水蒸氣后，這些水蒸氣遇到周圍的空氣時，會放出熱量從而凝結成小水滴。

答案:熔化 汽化 水蒸氣液化