水火箭教案

“水火箭”的制作汤阴一中袁清力【教学目标】：1、培养学生的动手能力及创新思想。2、提高学生的观察能力及对相关理论的实际应用能力。3、培养学生的小组协作能力。【教学重点】1、对“水火箭”理论的讲解。2、“水火箭”的制作过程。【教学难点】1、“水火箭”的制作。【教学方法】讲授观摩与小组协作相结合。【新课内容导入】我们通过物理知识学习，知道火箭飞行是利用燃料燃烧喷出的气体与空气的摩擦提供动力。它利用的是作用力与反作用力原理，火箭对燃烧气体施加一个向下的作用力，将气体排出：气体同时也对火箭施加一个向上的反作用力，使火箭升空。通过实际生活观察我们知道水也可以提供动力，我们大胆设想一下能不能利用水的力量来推动火箭升空？这就是我们本节课所要研究的内容：“水火箭”的制作。【具体讲授过程】一、什么是水火箭？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、尾翼、降落伞。灌入一定数量的水，利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。二、理论依据。火箭的推进是利用火箭燃料燃烧喷出的废气间的作用力与反作用力，火箭对废气施加一个向下的作用力，将废气排出：废气同时也对火箭施加一个向上的反作用力，使火箭升空。水火箭则是利用压缩空气与水的作用与反作用，当水被向后喷出时，可乐瓶及瓶内的空气就受力向前冲，从而使箭体升空。三、制作过程1、所需材料:2升装的可乐空瓶2个（可乐瓶要带盖，当然可乐瓶可大，也可小，但是2个可乐瓶要一样大小）、防水胶带、透明胶带、厚卡纸、装饰纸和橡胶塞。工具：剪刀、手工钻、发射架。2、设计图：3、制作动力舱：用一个可乐瓶，这个可乐瓶不能漏气。检测方法：只要对着可乐瓶吹气，气没有泄漏就行，无需加工。4、制作发射舱：取一个完整的可乐瓶，截取可乐瓶的前半部（瓶口向下最宽处），再把它首、尾套起来，然后用胶带粘牢；把可乐瓶的中间部分，套入动力舱的尾部，用胶带纸粘牢。5、制作火箭头：用硬塑料板或硬纸板（表面要尽可能光滑以减少阻力），根据可乐瓶口的大小绕成一个锥形，套在发射舱可乐瓶的瓶口处，用胶带粘牢。检查发射舱、动力舱是否成一直线。(将火箭头与压力槽的底部相连接，然后置于平坦之桌面上或地面上滚动，看看滚动情况是否平顺，若平顺，则以防水胶带加以固定。)6、美化火箭体：用彩纸美化注意：用彩纸装饰箭体，美化火箭体时，不要把整个火箭体全部贴满，要留一条1㎝宽的缝隙，以备发射时观察水位用。7、制作尾翼：先用较厚的有一定硬度的16k大小的卡纸或硬塑料纵向对折，在上面画出7×8㎝的长方形，沿线剪下，再在靠近折缝的那边剪去一个角；然后在折口处向外反折出1厘米，作为尾翼与火箭体粘接的地方。好！一片火箭尾翼做成了，再做同样大小的三片，共四片（也可以是三片）。8、整体安装：将“水火箭”按照“火箭头”→“发射舱”→“动力舱”的顺序对接在一起并用胶带粘牢固，将尾翼均匀的粘在“动力舱”的周围。四、发射过程。1、发射原理甲对乙施力，乙必同时对甲施加大小相等方向相反的反作用力，这就是牛顿第三定律。水火箭就是利用这个原理升空的。将可乐瓶加水1／3，以装有气针的橡皮塞塞住密封后倒立，并用打气筒打气。因固定的体积内，装入的气体越来越多，瓶内气体压力越来越大，终于冲破封口，水受力向下喷出，可乐瓶因而受反作用力向上加速飞行。2、发射流程“加水”→“打气”→“发射”→“飞行”注水：往瓶中注入1／3的水，拴上带有气针的橡皮塞；用打气筒的出气口与气针拴紧。打气：因为“水火箭”的动力来自瓶内水瞬间爆射，因此要求打气时尽可能频率要快，更不要中间停顿。发射：将水火箭套上发射架，矫正后套上火箭头，注意尾翼不要受到发射架蹭刮。用打气筒连续打气至橡皮塞自动脱落，火箭凭强大的反冲力迅速上冲。3、“水火箭”发射过程的相关原理五、影响实验效果的几个要素：1.水火箭的竖直升高高度与瓶内水位关系。气压与射程成正比．这是因为气压越大，喷水的力量越大，水火箭的冲量越大，水火箭做反冲运动．质量越大，所需提供的动量就越大，当质量一定时，速度越大动量越大．而提高速度的方法是提高单位时间喷水量．所以，只有当水火箭内的气压与水量适当时，才能飞地更远更高．通过实验得出，当经过多次试验，发现最有效的水量是瓶体容积的1/4到1/3。2、发射轨道对射程的影响。施放程序说明相关物理名词加水提供质量以增加动量动量守恒打气利用水火箭内外空气压力差，产生作用力气压发射利用动量守恒及作用力与反作用力使水火箭前进作用与反作用力动量守恒飞行主要以冲力、地心引力及空气阻力为受力来源。气压、拋体运动、万有引力、摩擦力最佳发射仰角45°~50°之间时，可以达到最大的射程．3、箭头重量对发射轨道的影响重心正好位于首尾中点，即水火箭的重心和几何中心重合时最好！未加前置填充物的弹头，因受到尾翼质量的影响，重心明显偏后．这时候，因为物体旋转时的中心为重心，所以我们可以把重心G当成支点，则在只受重力的情况下弹头即成一个以G为支点的平横杠杆．在飞行时，弹头A与弹尾B将受到相同的风阻影响，但由于力臂不同（AG＞AB），所以A点所产生的力矩大于B点，故水火箭即会旋转影响航道．所以我们必须放前置填充物，将重心G向A移动，使力臂AG＝BG（即水火箭的中点），这样A、B产生的力矩才会相同，达成平衡．4、瓶体的选择。“水火箭”飞行是依靠爆射瞬间所获得的惯性，而空气的阻力是影响射程的最大因素。因此在火箭主体的选材上应以细长的圆柱形为宜，如500ml类的可乐瓶，而更大容积的可乐瓶子并不是很适合。另外火箭头尽可能的变成细长的“圆锥形”，这样飞行时受到的阻力最小。【课堂小结】本节课，我们观摩制作了一只“水火箭”，讲解了“水火箭”的制作原理，“水火箭”的具体制作过程，“水火箭”的发射过程及影响实验效果的几个因素。同学们通过本节课的学习要学会自己制作“水火箭”，提高自己实际动手能力及将课本理论转化为实际操作的能力。