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学生多数以为火箭靠空气推上去，又以为太空无重力是因为没有地心引力。这堂要换掉两个因果：推力来向后喷出的气体，失重是因为一直在掉落。
本堂目标 学生能够：① 用牛顿第三定律讲出火箭在真空一样可以加速，并讲出向后喷气与向前推力的方向关系；② 讲出环绕地球要达到约每秒 7.9 公里，速度不足会跌回地面，太快会飞离；③ 解释太空站的失重不是没有引力，而是太空站与人一同持续自由落体；④ 用光速算出月球单程约 1.3 秒、火星单程约 12 分 30 秒，讲出为什么深空任务不能即时遥控。
01 先备知识（开课前 3 分钟快检）
以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：
| 技能 | 快检题 | 过关标准 |
|---|---|---|
| 地心引力 | 地球上物件为什么会向下掉？ | 被地球引力拉向地心 |
| 力与反作用力 | 用手推墙，手有什么感觉？ | 墙同时推返你，大小相同方向相反 |
| 光速与距离 | 光一秒大约走多远？ | 约 30 万公里 |
02 课堂流程（45 分钟）
| 时间 | 环节 | 导师做什么 | 学生做什么 |
|---|---|---|---|
| 0–5 分 | 错题诊断 | 问“火箭点样上太空”，把答案原句写在黑板上不修改 | 大声讲出自己相信的原因 |
| 5–13 分 | 推力示范 | 吹气球放手，观察气向后喷、球向前飞 | 指出气的方向与球的方向相反 |
| 13–23 分 | 三幕讲解 | 照脚本讲推力、轨道与失重、深空讯号 | 每幕复述一句 |
| 23–31 分 | 轨道速度 | 用绳缚小球转圈，加快与放慢各一次 | 讲出太快与太慢分别会怎样 |
| 31–39 分 | 讯号计算 | 给地球到月球、地球到火星距离，用光速算单程时间 | 算出 1.3 秒与 12 分 30 秒 |
| 39–45 分 | 离场检查 | 收三题即场对答，记录错在推力还是失重 | 讲出自己错在哪一步 |
03 讲解脚本（照着说就可以）
第一幕：火箭推力：向后喷气，向前加速
先吹一个气球放手，要学生看着气由后方喷出，球向前乱飞。这一步先建立直觉，再给名字：牛顿第三定律。
火箭带着燃料与氧化剂，燃烧后由喷嘴高速向后喷出气体，气体向后推火箭，火箭就被向前推。关键一句：火箭推的是自己的废气，不是推空气，所以真空一样有效，而且真空还少了空气阻力。
顺手破一个常见误解：太空中间没有氧气，所以火箭要自己带氧化剂，这一点与“真空可以飞”不矛盾。
给两个数：要环绕地球，水平速度要约每秒 7.9 公里，换算成时速是 28,440 公里。速度不足，火箭会被引力拉回地面；速度太快，它会飞离地球。所有任务都是在这条窄线上做。
最后问一句：为什么火箭要分几节？因为用完的油箱是死重量，丢掉才推得远。
火箭带着燃料与氧化剂，燃烧后由喷嘴高速向后喷出气体，气体向后推火箭，火箭就被向前推。关键一句：火箭推的是自己的废气，不是推空气，所以真空一样有效，而且真空还少了空气阻力。
顺手破一个常见误解：太空中间没有氧气，所以火箭要自己带氧化剂，这一点与“真空可以飞”不矛盾。
给两个数：要环绕地球，水平速度要约每秒 7.9 公里，换算成时速是 28,440 公里。速度不足，火箭会被引力拉回地面；速度太快，它会飞离地球。所有任务都是在这条窄线上做。
最后问一句：为什么火箭要分几节？因为用完的油箱是死重量，丢掉才推得远。
火箭靠向后喷出气体取得向前推力，所以真空一样可以加速。
第二幕：轨道与失重：其实一直在掉落
拿一条绳缚住小球转圈，手一放球就直线飞出去。轨道就是这条不断被拉住的圆：火箭向前飞得够快，掉下来的同时地面也在脚下弯走，结果永远掉不到地面。
示范要点：放慢速度，球（或火箭）就掉落；加快，就需要更大的向心力。
然后处理失重。国际太空站在约 400 公里的高度，那里的引力仍有地面的约九成，所以“没有引力”是错的。太空站与太空人一同自由落体，大家在同一个加速度下一起掉落，互相之间就没有支撑感，这就是失重。
给两个数：太空站约 400 公里高，绕一圈约 90 分钟，即一日绕地球 16 圈。所以太空人一日见 16 次日出。
要学生用一句话讲清：失重不是无引力，是一齐掉落。
示范要点：放慢速度，球（或火箭）就掉落；加快，就需要更大的向心力。
然后处理失重。国际太空站在约 400 公里的高度，那里的引力仍有地面的约九成，所以“没有引力”是错的。太空站与太空人一同自由落体，大家在同一个加速度下一起掉落，互相之间就没有支撑感，这就是失重。
给两个数：太空站约 400 公里高，绕一圈约 90 分钟，即一日绕地球 16 圈。所以太空人一日见 16 次日出。
要学生用一句话讲清：失重不是无引力，是一齐掉落。
失重是太空站与人一同持续自由落体，不是引力消失。
第三幕：深空任务：讯号的来回时间决定一切
太空任务最硬的一条限制是光速。指令用无线电传送，速度等于光速，但距离一远就要等。
给三组数：地球到月球 384,400 公里，单程约 1.3 秒，来回约 2.6 秒，所以地面可以即时对话，但已有一秒多的延迟感。地球到火星平均约 2.25 亿公里，单程约 750 秒，即 12 分 30 秒，来回 25 分钟。地球到太阳约 1.5 亿公里，日光到地球约 8 分 20 秒。
由此推理：火星车遇到危险，不能等人类按键，必须自己判断，这叫自主操作。这一点把“为什么探测器那么聪明”讲通了。
顺便介绍现役任务：天宫空间站、嫦娥探月、天问火星探测，以及导航、气象、通讯三类卫星的分工。
给三组数：地球到月球 384,400 公里，单程约 1.3 秒，来回约 2.6 秒，所以地面可以即时对话，但已有一秒多的延迟感。地球到火星平均约 2.25 亿公里，单程约 750 秒，即 12 分 30 秒，来回 25 分钟。地球到太阳约 1.5 亿公里，日光到地球约 8 分 20 秒。
由此推理：火星车遇到危险，不能等人类按键，必须自己判断，这叫自主操作。这一点把“为什么探测器那么聪明”讲通了。
顺便介绍现役任务：天宫空间站、嫦娥探月、天问火星探测，以及导航、气象、通讯三类卫星的分工。
距离越远讯号越慢，所以深空探测器必须自己判断。
04 必教题型与步骤
| 题型 | 例子 | 步骤 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 推力方向 | 火箭喷嘴向下喷气，火箭向哪边走 | 先找气体被推的方向，反方向就是火箭受力方向 | 向上，因为气向下喷 |
| 轨道速度 | 火箭水平速度只有每秒 3 公里，会怎样 | 与每秒 7.9 公里比较，不足就会被引力拉回 | 跌回地面，不能环绕 |
| 失重解释 | 太空站里为什么物件会浮起来 | 先讲该高度的引力仍在，再讲一同自由落体 | 因为太空站与物件一齐掉落，没有支撑感 |
| 讯号时间 | 地球与火星距离 2.25 亿公里，指令单程要几久 | 距离除以光速 30 万公里每秒 | 约 750 秒，即 12 分 30 秒 |
合理性检查（一定要教）：合理性检查：光速用每秒 30 万公里，月球单程约 1.3 秒、火星单程约 12 分 30 秒，若学生算成 12 秒就是少了一个零。环绕速度 7.9 公里每秒等于 28,440 公里每小时，两个单位要对得上。太空站高 400 公里，引力约为地面的九成，若学生写“高度越高引力一定等于零”就是混淆了失重与无引力。太空站 90 分钟一圈，一日 16 圈，这个数字可以用 24 小时除以 1.5 小时自行复核。火箭在真空加速与“太空没有氧气”不矛盾，因为火箭自带氧化剂；若学生用“没有空气所以推不动”作解释，就是仍然把推力当成推空气。
05 独立练习三题
| 题目 | 答案 | 想观察什么 |
|---|---|---|
| 推力 | 用牛顿第三定律解释气球放手后为什么会飞 | 讲出气向后喷、气球受力向前，两力大小相同方向相反 |
| 轨道 | 为什么火箭要达到每秒 7.9 公里才可以环绕地球 | 低于此速度会被引力拉回地面，达到才能边掉边绕 |
| 讯号 | 地球到月球 384,400 公里，指令来回要几久 | 单程约 1.28 秒，来回约 2.6 秒 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 | 学生通常这样写 | 导师这样说 |
|---|---|---|
| 推力当成推空气 | 写“火箭向后喷气推动空气，空气再推火箭向上” | “火箭不是推空气，系推自己喷出来的气。真空中没有空气也推得动，所以在太空一样会加速。” |
| 失重当成无引力 | 写“太空离地球远，所以没有地心引力” | “400 公里高，引力还有地面九成。太空人浮起是因为他和太空站一起掉落，没有支撑感。” |
| 速度方向混淆 | 写“火箭要够快才飞得高，所以垂直向上冲就得” | “环绕要水平速度每秒 7.9 公里。净系向上冲，燃料用完就会跌返落来。” |
| 忽略讯号延迟 | 写“地面可以即时控制火星车避开障碍” | “火星单程讯号 12 分半，一来一回 25 分钟。等到讯号传回已经撞上了，所以火星车要自己判断。” |
07 家课建议（直接指到练习卷题号）
- 小六常识卷（站内）丙部 科学与科技 丙部第 5 至 8 题：力与运动、航天科技，连答案页对照
- 小六常识卷（站内）丁部 图表与数据 丁部第 1 至 3 题：读发射时间表与载荷数据，练习单位换算
- 小学常识章节索引 重温“地球与太空”有关章节，把自转公转连到轨道速度
08 离场检查（最后 5 分钟）
| 题目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 火箭在真空中怎样加速 | 向后喷出气体，反作用力推火箭向前 | 答“推空气”表示因果未换，重做气球示范 |
| 环绕地球需要几快 | 约每秒 7.9 公里，即 28,440 公里每小时 | 答“够高就得”表示混淆高度与速度 |
| 太空站为什么失重 | 引力仍在，太空站与人一同自由落体 | 答“没有引力”表示因果相反，重讲九成引力 |
09 导师常问
要教到重力加速度、向心力公式吗？
小六只讲“速度够快就边掉边绕”、“引力仍有九成”两个结论就够，公式留到中学。
没有气球怎样示范？
用一条绳绑小球转圈，放手让它直线飞出，同样讲到“拉住就不掉、放手就飞走”。
要背中国航天任务名称吗？
不需要背年份，讲出天宫空间站、嫦娥探月、天问火星三件事已经足够，重点是距离与讯号延迟。
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