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教学设计指导 陈欢庆  实验目的水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，是趣味性较强的教科玩具。通过制作水火箭模型，我们可以直观了解运载火箭发射升空的过程，以及火箭、导弹等的飞行原理，理解与应用牛顿力学原理的基本科学知识。 实验器材1.25 L可乐瓶6个，带气门阀的橡皮塞1个，带发射器释放卡的支架1个，小型气泵或打气筒1个，厚为0.5mm的薄铁皮一片、剪刀、单面刀片、订书机、双面胶、彩色装饰纸、胶带纸等若干。 实验步骤1 按照从上到下的顺序，将可乐瓶分割成筒体、尾翼、头锥三部分。 2 将其中1个筒体用作存放液体，另外几个则分别用于加长火箭的筒身和尾翼等（图1为火箭尾翼制作示意图）。  3 将可乐瓶的“头锥”去掉瓶口，再用胶带纸和薄的泡沫塑料等粘封（如图2所示）。  4 将各个部件按照顺序进行组装（如图3所示），然后用自制漏斗往存液筒内灌入400mL清水（如图4所示），最后将水火箭安装在发射支架上（如图5所示）。  5 用薄铁皮加工成发射支架（如图6所示），也可用实验室用的铁架台改制代替。  实验现象水火箭和火火箭最大的不同，在于其动力推进的媒介由高温空气变成了水。在水火箭内灌入一定数量的水后，利用水和空气的质量比，空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出。在反作用力下，水火箭快速上升，在空中加速度飞行，然后惯性滑翔，达到一定的高度，最后在空中打开降落伞徐徐降落。整个过程就像导弹发射一样形成一个飞行轨迹。 实验原理根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等而方向相反。我们在发射水火箭前灌入一定量的空气，用橡皮塞塞紧瓶口，从而与配合发射器释放卡的瓶子形成一个密闭空间，然后不断充入气体增大瓶内气压。当气压超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时，控制发射器释放卡扣，瓶口与橡皮塞自由脱离。瓶内空气向喷嘴挤压，箭体内水向后喷出，同时箭体获得反作用力射出。这个反作用力与外界大气对水火箭外表面的作用力合力，就是箭体的推力（如图7所示的反冲力运动气球）。  实验思考1、存液瓶内的清水加注量过多或过少，水火箭能否飞得高？ 2、要符合哪些条件，才能使水火箭飞得既快又高？请大家通过实际试飞后得出规律。最好3个人相互配合发射，并通过数据记录形成完整的实验报告。 实验创新熟悉了水火箭的基本制作后，我们可以尝试制作大型及多级水火箭。在制作时，需要选用质量较轻的金属材料，由气泵提供气压。然后把几个水火箭绑在一起，只留一个进气孔，从而提高水火箭的飞行能力。此外，我们还可以尝试研制遥控式水火箭发射装置与飞行器，以满足更多的科技爱好者。 温馨提醒 虽然水火箭比火火箭制作容易也相对安全，不过我们也应注意，制作箭身前请先将包装纸撕掉，否则弹翼会不稳定；弹头应加上缓冲物，避免击中活动物体时造成伤害；严禁在人多或朝人多的地方发射，发射前应有人负责清场，并规划出一块区域做为目标地，发射时人要适当远离。 |
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