贺虎——“水火箭”制作指南

2017-07-04 来源:  作者: 种灿灿

  

  大众网枣庄7月4日讯 (通讯员 贺虎)2017年暑假已经来临,为向各中小学生推荐合适的科技实践活动项目,指导广大学生利用假期锻炼自己的创新能力,日前,枣庄市科技传播专家服务团成员贺虎在薛城区奚仲中学为该校学生进行了“水火箭”制作流程的现场指导,并撰写相关制作指南。

  延伸阅读:

  

  贺虎

  枣庄市科技传播专家服务团成员、山东省十大杰出科技教师、薛城奚仲中学创新教育办公室主任

  让我们一起来做“水火箭”

  2017年暑假在学生们100多天的漫长期待后终于来到了,经过一个学期的紧张学习,孩子们身心俱疲,一张一弛文武之道,正是需要适当休息调整的时候。可是,孩子们,不要高兴太早了,你们的家长们为了你的前途和未来“高瞻远瞩”,早已为你们报了各种辅导班、特长班,你们可真是“刚出龙潭,又入虎穴”啊!

  玩是孩子的天性,童年,给孩子留下适当的时间和空间,让孩子尽兴的去玩,发展他们的科学素质,提高他们的综合素养,对于孩子的健康成长大有裨益。

  在这里,我给大家推荐一项适合青少年在暑假开展又不会占用太多时间的科技实践活动项目——水火箭。

  水火箭,因其材料便宜、制作简单、趣味浓厚、成效显著,成为寓知识与娱乐为一体的适合中小学生的科技活动项目。在本科技实践活动中,利用废旧汽水瓶制作水火箭,来培养学生运用知识的能力和创新能力,让孩子在玩中学、在玩中悟、在玩中培养兴趣、在玩中培养动手能力、在玩中益智、在玩中养德。

  水火箭活动在我国广大的大中小学校得到广泛推广和普及,不同部门、单位组织的各种水火箭比赛层出不穷,孩子们在参与活动过程中收获良多。水火箭制作及发射活动属于动手实践、科技创新型活动,各省、市、地区对此类活动逐年重视,活动的规模越来越大,规格越来越高,更有将其列为科技创新能力的考核项目之一。

  水火箭的制作

  1、简介:水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头,用垫板制作尾翼,用透明胶布连接固定。灌入三分之一的水,利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。利用水和空气的质量之比(水的密度是空气的771倍),压缩空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出,在反作用下,水火箭快速上升,在空中加速、惯性滑翔,沿弹道轨迹飞行的火箭模型。

  2、发射原理:用橡皮塞紧的瓶子,形成一个密闭的空间。把气体打入密闭舱内,使密闭舱内空气的气压增大,当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时,瓶口与橡皮塞脱离,箭内水向下喷出,获得反冲作用力射出。水火箭和火箭最大的不同,在于其推进的媒介由高温混合气体变为水而已。

  3、水火箭的制作

  ⑴材料准备:3个同样的可乐瓶、剪刀、木塞或喷嘴(淘宝有售)、水火箭发射架(淘宝有售)、高压打气筒(市场有售)、订书机、透明胶带、502胶水、彩色装饰纸和彩笔等。

  ⑵制做箭体:从三个可乐瓶中挑选一个没有折痕、最新最好的(能够承受更大的压力)保持原样作为水火箭的动力舱使用;另取一个可乐瓶,用剪刀把底部剪掉,剪口整齐,把这个没底的可乐瓶的剪口插入作为动力舱的那个可乐瓶的底部,用透明胶带沿接口处固定;另取第3个可乐瓶,把底和开口处的锥形段剪掉,剩下一段两端开口的圆筒状,把这个圆筒套在动力舱的开口段,用透明胶带沿接口处粘接牢固牢固。

  ⑶制作尾翼:为了使水火箭飞行时有较好的稳定性,需要在水火箭的末尾对称安装3—4片垂直尾翼。用有硬度的垫板剪下3—4个直角梯形,梯形的上底约为2—3厘米,下底和高约与可乐瓶的直径等长,再剪3—4条宽约3厘米,长与直角梯形的高相等的长条,用订书机把长条边沿对齐钉在直角梯形的垂直腰上,书钉距离边沿预留1厘米左右,把书钉外侧预留的1厘米条向两侧垂直对折成粘贴爪,把粘贴爪对折完成的尾翼用502胶水均匀粘贴在箭体下部侧面圆筒的下边缘处。

  ⑷头锥制作:用彩色装饰纸卷成锥形,套在水火箭的头部,剪掉多余部分,用透明胶带沿接口固定。

  4、发射试验:水火箭的发射有喷嘴发射和木(胶)塞发射,木(胶)塞发射需要自制木(胶)塞,喷嘴发射需要网上购买喷嘴,3—5元1个。往水火箭动力舱灌入1/3体积(经过科学测算得到的最佳比例)的水,把喷嘴固定到水火箭动力舱的开口处,旋紧,把水火箭喷嘴向下,安装到水火箭发射架上,检查装置是否漏水,调整发射架角度和方向,保证试验场地开阔,用打气筒给水火箭充气,打15次后,开启发射按钮试验,观察火箭飞出情况,根据试验效果对水火箭、发射架、充气量进行调整。

  5、比赛方式:水火箭比赛有多种比赛方式,主要有射高比赛、射远比赛、定点打靶比赛和空中滞留时间比赛等。

  6、世界记录:射高比赛的世界纪录是由南非开普顿大学创造的,高度为830米。该火箭外形奇特,远看类似一根筷子。由专业团队在进行多次数据采集分析计算后设计而成,外部采用特殊材料制作而成。与传统水火箭制作工艺和理念都有较大差异。

  7、水火箭种类:水火箭种类众多,一般包括单级单推(一级火箭,一个推进器喷口)、单级多推(一级火箭,多个推进器喷口)和多级多推(多级火箭、多个推进器喷口)等,少有多级单推。由于单级多推一般为推进器(一个或几个瓶串联而成)“被动分离”且箭体与推进器同时发射,因此虽有推进器抛离效果但一般不视为多级水火箭。而多级多推水火箭采用推进器与箭体“主动分离”技术且为推进器箭体接替发射。

  8、延伸制作

  水火箭活动是一项普及面广、技术成熟、易于操作、危险性小的科技实践活动,非常适合中小学生课外活动,网络上关于水火箭制作的介绍文章丰富,在制作过程中遇到问题可以去网上查找。另外,以上介绍的水火箭制作过程,是最基础的做法,活动中,还可以根据活动者的兴趣加以升级。

  ⑴在熟悉了水火箭的基本制作后,可以尝试制作大型及多级水火箭的制作。选用质量较轻的金属做成,提供气压由气泵完成。

  ⑵多级火箭的制作:把几个水火箭绑在一起,由一个进气孔提供气压.同时喷出水柱,提高水火箭的飞行能力。

  9、活动意义:开展水火箭活动,可以让学生直观了解运载火箭、各类导弹的发射升空、回收的过程,导弹的飞行与飞机的飞行原理及不同点。能够让学生初步接触牛顿第一、第二、第三定律(惯性、能量守恒定律、作用与反作用),了解一些基本的空气动力学和飞行力学等方面知识,为将来学习理论知识打下实践基础,深化学生对物理规律的理解。能够帮助青少年了解航天科技,热爱航天科技,将来为国家航天事业培养、造就、输送优秀人才。

  

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初审编辑:张敏

责任编辑:徐梦

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