水火箭的研究及制作

1、水火箭的研究及制作水火箭的研究及制作 高一三班我們?yōu)槭裁匆芯克鸺课覀優(yōu)槭裁匆芯克鸺?？調(diào)動大家對物理學(xué)習(xí)的積極性，動手實(shí)踐是關(guān)鍵。使廣大青少年了解航天科技，熱愛航天科技,為國家航天事業(yè)培養(yǎng)、造就、輸送優(yōu)秀人才。解釋牛頓第一、第二、第三定律（慣性、能量守恒定律、作用與反作用）了解一些基本的空氣動力學(xué)和飛行力學(xué)等方面知識。讓大家直觀了解導(dǎo)彈,運(yùn)載火箭的發(fā)射升空,回收的過程,導(dǎo)彈的飛行與飛機(jī)的飛行原理及不同點(diǎn)準(zhǔn)備工作制作：材料準(zhǔn)備1、26個(gè)2.25L的可樂瓶2、剪刀 3、單面刀片4、木塞 5、氣嘴 6、打氣管7、訂書機(jī) 8、膠布 9、彩色裝飾紙將一張正方型的塑料紙對邊折，再對邊折，以中點(diǎn)為心

2、，對折2次，用剪子剪下多余部分，使它成圓形，貼好線。（制作降落傘：一整套單車氣門心，剪刀、小刀各一把，透明膠、雙面膠和絕緣膠布，502膠水一支。）制作：1、火箭的頭部：用有彈性的橡膠做頭部，在落地時(shí)能吸收沖擊力，起到緩沖的作用，可保護(hù)水火箭的安全：2、平衡倉：水火箭本體的上部，也就是火箭的本體，不能進(jìn)水和空氣：3、壓力倉：火箭的本體，從火箭下部的開口注入水和空氣，使火箭內(nèi)部增壓。因壓力會逐步增強(qiáng)，所以需固定牢實(shí)。4、火箭翼：由于水火箭要像真正火箭一樣向前飛行，所以機(jī)翼是必不可少的。務(wù)必使用稍硬的材料（紙板）并粘牢。5、噴射口：壓力倉中的水和空氣從這里急劇噴出，從而成為水火箭飛行的動力。用彈性橡

3、膠蓋效果較好：6、發(fā)射臺：壓力倉注入水、充入空氣后，連接部下沉。鎖打開，將水火箭發(fā)射出研究方法水火箭的豎直升高高度與瓶內(nèi)水位的關(guān)系 水火箭的豎直升高高度與瓶內(nèi)水位的關(guān)系可以通過做實(shí)驗(yàn)的方法獲得：通過實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)水量為1/3時(shí)，水火箭飛的最高由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出：氣壓與射程成正比這是因?yàn)闅鈮涸酱?，噴水的力量越大，水火箭的沖量越大，水火箭做反沖運(yùn)動而在發(fā)射水量為1000ml以上時(shí)，水火箭中的水未噴完，由于氣壓減小就停止了加速，增加水火箭的重量，使水火箭受重力影響而提前墜落了質(zhì)量越大，所需提供的動量就越大，當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，速度越大動量越大而提高速度的方法是提高單位時(shí)間內(nèi)的噴水量所以，只有當(dāng)水火箭內(nèi)的氣壓與水

4、量適當(dāng)時(shí)，才能飛地更遠(yuǎn)更高實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，若水量大于固定氣壓所能噴射的上限，則水火箭中的水不會噴完，要如何避免水噴不完的情形呢？根據(jù)PV=nRT，可求出一定氣壓所能噴出的水量上限若是水量不夠一定氣壓所能噴出的水量被較早噴完根據(jù)理論，發(fā)射時(shí)我們先量出能灌進(jìn)水火箭的最大值，再算出此氣壓能噴出的最大水量，根據(jù)此兩數(shù)據(jù)裝水灌氣，即可達(dá)到水火箭之最大射程（Pmax=FmaxMmax）怎樣提高水火箭的穩(wěn)定性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

5、流線型，這樣便于氣流的通過；要使它豎直上升，還要在放置的時(shí)候使它豎直，我們就取了一個(gè)三角架，把水火箭支?。ú皇蔷o套）使它能豎直地立著發(fā)射軌道對射程的影響固定水量600ml，發(fā)射仰角50利用無軌發(fā)射架和70cm發(fā)射架分別發(fā)射水火箭并記錄結(jié)果及發(fā)射情況比較發(fā)射軌道對飛行距離的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：有軌及無軌發(fā)射器在同一沖量所造成的射程都差不多，可見有無軌道都不影響射程但在沖量越小時(shí)，無軌發(fā)射器發(fā)射的水火箭容易常常偏離預(yù)定方向；而有軌發(fā)射器因?yàn)橛袃蓚€(gè)支點(diǎn)，使水柱噴射時(shí)不易產(chǎn)生其他方向的分力，因此水火箭能精確的直線前進(jìn)所以，有軌發(fā)射器在準(zhǔn)確度上勝于無軌發(fā)射器 彈頭重量對發(fā)射軌道的影響 固定水量600ml，

6、發(fā)射仰角50，使用有軌發(fā)射器彈頭依序放置填充物，質(zhì)量為30g，40g，50g，60g比較彈頭重量對水火箭發(fā)射軌道的影響 由實(shí)驗(yàn)可知：未加前置填充物的彈頭，因受到尾翼質(zhì)量的影響，重心明顯偏后這時(shí)候，因?yàn)槲矬w旋轉(zhuǎn)時(shí)的中心為重心，所以我們可以把重心G當(dāng)成支點(diǎn)，則在只受重力的情況下彈頭即成一個(gè)以G為支點(diǎn)的平橫杠桿在飛行時(shí)，彈頭A與彈尾B將受到相同的風(fēng)阻影響，但由于力臂不同（AGAB），所以A點(diǎn)所產(chǎn)生的力矩大于B點(diǎn)，故水火箭即會旋轉(zhuǎn)影響航道所以我們必須放前置填充物，將重心G向A移動，使力臂AG=BG（即水火箭的中點(diǎn)），這樣A、B產(chǎn)生的力矩才會相同，達(dá)成平衡但是如果前置填充物放得太多，重心偏前，造成力臂AGBG，力矩A力矩B，則又會變成旋轉(zhuǎn)的情形，而造成反效果所以，由實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得知，填充物約65g為最好，而此時(shí)重心正好位于首尾中點(diǎn)當(dāng)然，這個(gè)質(zhì)量是不確定的，因水火箭的不同而異發(fā)射仰角的影響 固定水量500ml水，前置填充物，使用有軌發(fā)射器分別使用發(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(shí)，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(shí)，可以達(dá)到最大的射程當(dāng)發(fā)射仰角太小時(shí)，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