水火箭是越来越受到广大青少年欢迎的科技作品,也是广大物理教师在教学中用于演示动量定理的一个典型实例。近年来人们普遍利用大的可乐瓶(塑料)、胶塞和自行车气门芯等制作水火箭。笔者也曾设计制作系列水火箭,这些用于户外演示均对不同的层次人群起到了积极的教育作用。而用于室内课堂(或科技教育)演示就显得比较缺乏,为满足这一要求笔者设计制作了适合室内演示且安全的小水火箭,在实践中深受广大师生的欢迎。
材料与制作:
(1)材料5mL空的塑料眼药水瓶1个,自行车气门芯胶管1段,空圆珠笔芯1支,20mL一次塑料注射器1个,红色软纸1块。
(2)制作
①水火箭如图1a,将药水瓶颈部切断一些(露出内径均匀即可),用一小段胶管套在瓶颈上(起到加固作用),用红纸作成锥型箭头粘在瓶底,这样水火箭便制成了。
②充气筒如图1b,将长115cm圆珠笔芯插入注射器的头颈(安针头的地方)内,露出约018cm长笔芯,然后用116cm胶管将笔管和头颈紧紧套上(笔管不要露出胶管),这样充气筒便制成了。图1c为水火箭待发射时的实物图。
演示:
(1)将注射器拉杆拉到适当位置(约15~20mL),把充气头用水湿润一下,插入水火箭的喷口(用力不宜过大,保证把充气筒内的气体压入水火箭内就可发射出),水火箭与充气筒(注射器)在一条直线上,并且水火箭竖直朝上,用注射器向水火箭充气,水火箭飞向空中。
(2)同过程(1),只是将水火箭中吸入少量水(约为水火箭空间的1P4),发射时会看到水火箭很快飞出,射的高度远大于(1)的情况(如果斜射效果更好,可飞到15~20m远)。
(3)比较在充同一气量时,水火箭在装不同水量时飞行的高度或射程。
(4)比较在装同一水量时,水火箭在充不同气量时飞行的高度或射程。
讨论:
(1)为什么水火箭装水时发射飞的高远?
(2)为什么水火箭在同一装水量时,若充气量大则飞行的高度高或射程远?
注意事项:
箭头一定要用软的物质而不要用坚硬的物体制作;不要用玻璃瓶制作水火箭,以免玻璃破碎伤人。瓶体一定用较软的塑料瓶才能保证安全,发射时不要对人群发射。
参考文献:
(1)梁法库.瞬时气压记忆型水箭的制作.物理实验,2001(7)
(2)梁法库等.多级气压式水箭的设计与分析.吉林化工学院学报,2000(6)
“水火箭”的创新
利用一个可乐瓶制作“水火箭”,是一项很有趣的科技活动,并且在普遍开展。在此基础上,我们要思考如何创新。思路之一,变单级水火箭为多级水火箭,并且实现自动脱落,完好回收。思路之二,变单纯的实现升空为探究如何使水火箭飞得更高。这可以称得上是“高科技”了——技术含量很高的科技制作活动。