水火箭實驗結(jié)題報告2doc 2

1、課題名稱：水火箭研制調(diào)查報告指導老師:小組成員名單：研究日期：2012.112012.12“水火箭”研制結(jié)題報告一、實驗背景火箭是利用燃料的燃燒向后發(fā)出強烈的反沖力產(chǎn)生的巨大的反作用而升空的?！八鸺?，顧名思義，就是利用空氣與水的反作用發(fā)射升空。本實驗通過理論分析和實驗研究，探究影響水火箭的飛行高度的因素；通過設(shè)計制作“水火箭”，改變教學方式，加強學生的動腦動手能力，提高教育教學質(zhì)量。培養(yǎng)從實際問題中產(chǎn)生探究課題，并開展深入的實驗探究的意識和能力。二、實驗?zāi)康闹谱鳌八鸺?，并探究影響“水火箭”的發(fā)射高度的因素。三、實驗原理利用水的反沖使“水火箭”飛行。四、實驗器材兩只相同的塑料瓶、膠帶紙、

2、美工刀、剪刀、自行車輪胎氣芯、刻度尺、木塞子、硬紙板、實驗用具鐵架臺等五、實驗步驟（一）.制作水火箭1、取第一個瓶子，稱之為A瓶。在瓶子上下1-1、2-2的位置各畫一條線，兩條線位置的決定方法如下。1-1：選瓶上弧線曲度與火箭泡棉頭曲度相近處。2-2：選瓶子下方曲線轉(zhuǎn)直點的下方約0.5cm處。2、自1-1線上方、2-2線下方約0.5cm處用美工刀（或剪刀）切（剪）開。3、用剪刀慢慢修剪至劃線處，盡量使其平整，以便與B瓶銜接時可以較為密合。4、將火箭泡棉頭放置于A瓶上方，由正上方看泡棉頭是否對準保特瓶之正中央位置。若已放正，則使用電工膠布纏繞于相接處，加以固定。5、取另一個瓶子稱之為B瓶，將瓶蓋

3、卸下，然后將噴嘴（氣嘴）由保特瓶開口處旋緊。6、將A、B瓶相連接。然后至于平坦之桌面或地上滾動，看看是否連接平整，滾動是否平順。若是，則以電工膠布加以固定。7、取第三個瓶子，稱為C瓶。在瓶子3-3、4-4之位置各畫一條線。3-3：選瓶子上方曲線轉(zhuǎn)折點的下方約0.5cm。4-4：選瓶子下方曲線轉(zhuǎn)折點的下方約0.5cm。8、自3-3線上方、4-4線下方約0.5cm處用美工刀（剪刀）切（剪）開。9、C瓶完成圖10、將厚紙板對折，然后用鉛筆畫出兩個梯形。然后用剪刀沿線剪開。注：尾翼之尺寸、形狀，可以做不同的變化，以測試 其對飛行有何影響。同樣以投影片做出與厚紙板規(guī)格相同之梯形。11、將制作好之投影片包

4、覆于厚紙板梯形之外側(cè)，可以先使用雙面膠帶將投影片及厚紙板接合在一起，然後使用電工膠布將其三邊貼過。12、用雙面膠帶貼于褶起部分之底部。此步驟為了將做好之四個尾翼年貼于C瓶。13、四個尾翼完成圖。14、將四片尾翼年貼于C瓶上，需確定為十字對稱，如此才能平衡。15、先以電工膠布黏貼于尾翼兩側(cè)，黏貼時須注意電工膠布的長度須夠長，上方需比尾翼高約一個膠帶的高度，下方反折入C瓶內(nèi)，以增加牢固程度。再以電工膠布纏繞于尾翼上方約兩圈。16、將C瓶與B瓶用電工膠布做連接。注：同樣須注意保持水火箭箭身的筆直以確保飛行方向的準確。17、保特瓶水火箭完成圖。注：步驟5中的噴嘴制作方法：1：將自行車氣嘴直接安在一個橡

5、皮塞子上，這樣的橡皮塞與飲料瓶接觸更加緊密，效果也更好。打氣時瓶子內(nèi)氣壓過大會自行脫離塞子，飛向高空。此外，用小的瓶子制作另一個小的水火箭，做對比用。（二）.發(fā)射水火箭，并記錄飛行高度1.選取有一定高度的大樓附近，發(fā)射水火箭。在火箭裝水的體內(nèi)標記刻度，以此來記錄水量。2.盡量在無風的情況下，分別向水火箭中注入水火箭容量的0,1/4、1/3、1/2、2/3、3/4。3.將火箭裝在發(fā)射鐵架臺上，然后將氣筒和氣嘴接好，在保證絕對安全的情況下發(fā)射。4.確定使火箭發(fā)射最高的水量，并在這種水量下，做大火箭與小火箭的對比試驗（由于并不是確定的容積，而是水在火箭總?cè)莘e中的比例，所以不存在水量差異的影響）。5.

6、所測數(shù)據(jù)記入下面的表格：6.目測發(fā)射角度對發(fā)射高度的影響表一：水火箭（大）在不同水量下的飛行高度統(tǒng)計（垂直發(fā)射）水火箭裝水比例1/41/31/22/33/4飛行高度估測（m）9.07.82.01.21.0 表二：大小火箭在相同比例水容量下的飛行高度對比（垂直發(fā)射）水火箭的裝水比例0（無水）1/41/31/22/33/4大火箭飛行高度估測（m）0.89.07.82.01.21.0小火箭飛行高度估測（m）0.54.03.02.51.80.5根據(jù)表格，我們制作了折線圖，比較了大小水火箭之間的差距以及各自裝水量不同之間的差距。如圖一圖一：大小火箭在相同比例水容量下的飛行高度對比（三）.實驗結(jié)論：1.裝

7、水量對水火箭的發(fā)射高度有較大的影響。水太多，水火箭所受的重力過大，使飛行高度很低；水太少，水火箭獲得的反沖力太小，也飛行不高。根據(jù)表格和圖表，我們發(fā)現(xiàn)發(fā)射高度和裝水量存在一定的規(guī)律。在極大值之前，裝水比例越大，發(fā)射越高，在極大值之后，裝水比例越大，發(fā)射越低。在裝大概1/4水時，水火箭發(fā)射高度是極大值，而大小水火箭在同比例裝水量的情況下，大的水火箭飛行的高度明顯比小的水火箭飛行高度高。2.影響水火箭發(fā)射高度的另一個重要因素就是噴嘴的氣密性程度，噴嘴漏水與否直接影響到發(fā)射的高度。噴嘴的制作的要求較高，噴嘴制作質(zhì)量的好壞直接決定了發(fā)射的成功與否。本實驗中，我們?yōu)榱嗽黾訃娮斓木o密程度，在噴嘴的半周裹上

8、粗糙的紙巾。3 我們在實驗時細心發(fā)現(xiàn)打氣的速度快慢對飛行高度也有影響，打氣短促快速，火箭艙體的氣泡升的快，艙內(nèi)壓強增加的快，反沖力在活塞沒有移動之前迅速提升，由此，火箭飛行高度比緩慢的打氣的時候飛的高。4.水火箭的射程與發(fā)射仰角的關(guān)系。固定水火箭1/4的水量，分別使用發(fā)射仰角35°、45°、55°、65°、75°，比較發(fā)射仰角對水火箭發(fā)射距離的影響。水火箭的斜發(fā)與斜拋有關(guān)，所以由理論可得發(fā)射仰角為45°時，飛行距離最長。但由發(fā)射的結(jié)果得知：在發(fā)射仰角45°到55°之間（約為52°）時，可以達到最大的射程。

9、分析原因：當發(fā)射仰角太小時，水火箭向上的分力不大，使爬升高度不大，且由于水火箭的重量受地球引力的牽引，使其容易落下，造成射程縮短。而當角度太大時，其向上分力雖大，但向前分力太小，以至于射程太短，行成“射得高，但射不遠”的情形。所以在水火箭的發(fā)射角度方面，須考慮向上分力及向前分力適中、各種外界因素的影響以及發(fā)射仰角。六、問題與討論：1水火箭在制作過程中有無困難？答：水火箭制作程序比較簡單，但需要我們的細心，比如機翼的制作，要求四個機翼完全對稱，并且在貼到機身上時需要固定好，否則在裝水，發(fā)射等碰撞摩擦的時候極易掉落。我們的小火箭在發(fā)生時候就是發(fā)生了這樣的情況?；钊闹谱鳎何覀冞x用了木塞，需要在木塞

10、的中間鉆一個與氣嘴大小合適的孔，同時要求孔和氣嘴的緊密程度高，否則在打氣的時候會漏氣，影響實驗結(jié)果。2在測量水火箭發(fā)射高度時是否精確？是否有更好的測量法？答：不精確。我們選在理工南樓和北樓之間，就是讓教學樓成為參照物，大概目測發(fā)射高度。發(fā)射的絕對高度肯定存在偏頗。但發(fā)射的相對高度容易目測。比如1/4裝水量的時候肯定比1/3時候高。 細線測量法：趙燕華同學提出在水火箭的發(fā)射頭系上細線，這樣就可以比較精確的測出飛行發(fā)射高度，但是考慮到在發(fā)射次數(shù)很多的情況下，每次用米尺測量線的長度，可能耗時耗力比較多。 影子測量法：張一鳴同學提出用等比三角形，利用發(fā)射的影子和參照物的實物和影子的高度，可以計算出發(fā)射

11、高度，但我們一致覺得此方案不妥，因為我們不能保證水火箭發(fā)射的時候完全沒有偏離垂直方向。而我們發(fā)射的時候風的確很明顯使水火箭偏離垂直方向。所以我們選擇了有樓房作為參照物的情況下，進行目測，小組成員對目測結(jié)果進行討論，取最合適值。3.在沒有水的情況下，水火箭可以正常發(fā)射嗎？答：在沒有水的情況下，水火箭飛行很低。因為水火箭在向上飛的過程中，迅速向下噴水，水反過來給火箭一個向上的推力，所以沒有水的時候，水火箭僅僅靠氣體膨脹的一點沖力，是無法正常的發(fā)射。大小水火箭的情況一樣。4水火箭整發(fā)射過程中有無危險？該怎么樣避免？答：我們制作的是小型水火箭，重量比較輕。在落下的時候?qū)θ说膫αΣ淮?。但是我們考慮到安

12、全問題還是選擇了一個比較空曠的地方。我們選在理工南樓和北樓之間的空地。同時打氣筒的同學需要非常謹慎，盡量保持與發(fā)射架的距離，因為水火箭噴發(fā)的一瞬間，沖力大，響聲大，同時被噴下來的水極易撒到打氣的同學身上。所以打完氣聽到響聲以后，要求同學快速遠離發(fā)射架。在傾斜發(fā)射的時候，水火箭飛行比較遠，容易沖到行人，所以選擇發(fā)射場地需要考慮。5怎樣提高水火箭發(fā)射時的穩(wěn)定性？答：水火箭在上升過程中，并不是豎直向上升的，經(jīng)常橫著或側(cè)著瓶身上升。這就要求我們必須提高它的穩(wěn)定性，使它豎直上升。提高它的穩(wěn)定性，就得考慮大氣阻力的作用。首先，水火箭頂部應(yīng)為尖的，以便于減小空氣阻力；其次瓶體形狀應(yīng)接近流線型，這樣便于氣流的

13、通過；要使它豎直上升，還要在放置的時候使它豎直，我們就取了一個三角架，把水火箭支?。ú皇蔷o套）使它能豎直地立著。6猜想其他因素對發(fā)射高度的影響。答：組員們都說出了他們的想法。比如人為因素：比如，擰活塞時要讓一個人擰，保持力度即緊密程度大概一致。打氣也要同一個人打，保證其打氣速度大約一致。存放兩個水火箭的時候，注意保護好其機翼和機身，不要壓碰。裝水的時候，不能想當然。要用刻度尺對其機身長度進行測量，在裝水的時候要嚴格按照比例進行。但是因為瓶口處于瓶身的寬度不一樣，刻度法存在誤差。客觀因素風力：風增大了水火箭的飛行阻力，且容易讓水火箭飛行時偏離豎直軌道，影響水火箭發(fā)射高度。水火箭本身的質(zhì)量和機形?；钊馁|(zhì)量。7我們在網(wǎng)上搜的如下資料（斜體字）： 根據(jù)動量守恒： m1v1+m2（-v2）=0v1=m2v2/m1說明：v1與m2、m1、v2有關(guān)。如果m2、v2保持不變，則“水火箭”發(fā)射時的速度與自身的質(zhì)量