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水火箭（Water rocket）又稱氣壓式噴水火箭、水推進火箭。是一個利用質(zhì)量比和氣壓作用而設計的玩具，同時是物理教學中著名的案例之一，可以培養(yǎng)學生對于物理學習的興趣，而其中蘊含的物理原理是了解物理中力學的重要的基礎。材料一般用廢棄的飲料瓶制作成動力艙、箭體、箭頭、尾翼、降落傘。
水火箭_水火箭 -概述
水火箭又稱氣壓式噴水火箭、水推進火箭。是利用廢棄的飲料瓶制作成動力艙、箭體、箭頭、尾翼、降落傘。灌入一定數(shù)量的水，利用打水火箭氣筒充入空氣到達一定的壓力后發(fā)射。是利用水和空氣的質(zhì)量之比（水的密度是空氣的816倍），壓力空氣把水從火箭尾部的噴嘴向下高速噴出，在反作用下，水火箭快速上升，加速度、慣性滑翔在空中飛行，像導彈一樣有一個飛行軌跡，最后達到一定高度,在空中打開降落傘徐徐降落的火箭模型。
水火箭是寓教于樂、花百元錢、科技含量高,深受廣大青少年喜愛的動手、動腦的科普教材。可以讓學生直觀了解導彈,運載火箭的發(fā)射升空,回收的過程,導彈的飛行與飛機的飛行原理及不同點。解釋牛頓第一、第二、第三定律（作用與反作用、慣性、能量守恒定律）了解一些基本的空氣動力學和飛行力學等方面知識。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。
水火箭_水火箭 -發(fā)射原理
用橡皮塞緊的瓶子，形成一個密閉的空間．把氣體打入密閉的容器內(nèi)，使得容器內(nèi)空氣的氣壓增大，當超過橡皮塞與瓶口接合的最大程度時，瓶口與橡皮塞自由脫離，箭內(nèi)水向后噴出，獲得反作用力射出．水火箭和火箭最大的不同，在于其推進的媒介由高溫空氣變成水而已。在發(fā)射水火箭前會灌入空氣達一定壓力，由于高壓會自然向低壓流去，故在噴嘴被打開時，空氣自然向噴嘴流去，但由于水擋在前方，故水會被空氣推出火箭，而火箭也借此獲得向前的速度。
水火箭_水火箭 -制作
材料準備
2~6個2.25L的可樂瓶、剪刀、單面刀片、木塞、球類氣針、圓珠筆芯、訂書機、雙面膠、彩色裝飾紙．桌布等輕便不透風的材質(zhì)
制作過程
1.增壓塞制作：用小刀切下橡皮塞較粗的一端，切口直徑為2.3cm，穿過小孔裝上氣門芯、膠管、和螺帽，將橡皮塞用力塞進瓶口內(nèi)，其露在瓶口外的部分不超過約2mm；用剪刀在飲料瓶蓋中間挖一個直徑約12mm的孔，以便使旋緊瓶蓋時僅讓氣門芯露在外面。
2.側(cè)翼的制作：用硬紙片剪下側(cè)翼四個，為了使火箭飛行時有較好的穩(wěn)定性，側(cè)翼必須有較高的硬度，如果紙片片硬度不夠，可將兩片或三片粘疊在一起制作，剪好側(cè)翼后，將“粘貼爪”交替地折回兩側(cè)，用透明膠帶對稱地粘貼在火箭的下部側(cè)面。
3.取出其中一個可樂瓶，大約以1/3的間距切成三等份．如圖2,留下瓶口及中段部分，將第二個可樂瓶倒過來．如圖3,將第一個的瓶口蓋在第二個可樂瓶的瓶底，再將第一個的中段瓶身蓋在第二個可樂瓶的瓶口．蓋上后，用雙面膠粘緊．再找出一個硬紙板，剪出平衡翼，平衡翼的數(shù)量為4個.太大的平衡翼很重，太小的起不了平衡作用．
4.制作降落傘，將一張正方型的桌布對邊折，再對邊折，以中點為心，對折2次，用剪子剪下多余部分，使它成圓形，貼好線。1準備材料。三四個2.5升的健力寶瓶或可樂瓶，若干X光片，幾個化學器材用的3號和4號軟膠塞，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。
5.(1)機翼制作。用剪刀將X光片裁成大小相同的直角梯形28塊，梯形長12cm，高6cm，斜腰和長底夾角約45度。另裁4個同上規(guī)格但高為8cm，短底相連接兩面重疊的梯形（用作機翼的表面）。用雙面膠將7小塊梯形緊密粘成一個厚的梯形，使之平直平坦，然后用一個大的雙面梯形將其緊密包住并粘緊。為使機翼的厚面平整，可用剪刀或小刀修平修直，然后將機翼的厚面用絕緣膠封住。最后，將機翼兩邊長出的部分向外折成90度。這樣，按上述方法將其余的X光片做成三個機。(2)機身制作。取一個健力寶瓶（瓶頭弧線過度比較自然，作火箭頭利于減小空氣阻力）在離下端11cm處將其橫截剪開,用絕緣膠將帶瓶口的部分粘緊在另一個瓶子的底部，用絕緣膠在接口處多纏繞幾圈以牢固。(3)氣塞制作。取一個4號的軟膠塞，用開洞工具在膠塞的底部正中處開一個比氣門芯套筒稍小一點的平直洞，然后用小刀橫切去細端約0.6cm；將氣門芯套筒上一個面積較大的“戒指”（五金店有賣），從軟膠塞的細端往上把氣門芯裝好，套上一個同樣的“戒指”，擰上螺絲，稍微緊就可以。最后將氣塞用磨刀石磨成圓柱體，達到剛好能夠完全進入可樂瓶口或稍緊一點，裝上氣門芯即可使用。(4)炮頭制作。取一個3號軟膠塞用小刀將其削尖且圓滑。(5)組裝機翼。取一個健力寶瓶剪一個長比機翼長稍長的兩面相通的圓柱體，然后用透明膠和絕緣膠將4個機翼4等分緊密粘好。最后，將粘好機翼的圓柱體套在水火箭的底部使其與瓶口相平（這不一定是最佳位置，可在飛行實踐中上下調(diào)節(jié)尋找確定），用絕緣膠纏繞粘緊。(6)其他。為增大氣塞和瓶口的接觸面以增大瓶內(nèi)氣壓，可用小刀將氣塞大端削細一點并使之圓平粗糙。由于機身增長了一節(jié)做火箭頭，火箭頭部分較輕不平衡，可適當往里面塞紙以達到平衡。為盡可能減小空氣阻力，將用軟膠塞做成的炮頭用502膠水在火箭頭瓶口粘好。按以上方法一個簡單的水火箭便制作完成。根據(jù)我們研制的水火箭，通過實踐的改進，水平方向飛行可達160米左右，豎直方向飛行可達40~50米。
水火箭發(fā)射方法：1.水量調(diào)控。水火箭用水量和火箭容氣空間有一定的比例，不能太多也不能太少，最佳用水量約為火箭容氣空間的1/4到2/5之間（2.5升的空間大約裝600毫升左右，可多試驗幾次尋找確定）。
2.發(fā)射角度。水平方向飛行，由于空氣的阻力，發(fā)射的最佳角度在50到55度之間，不同的水火箭可能不同，可通過控制變量的方法試驗確定。（我們制作的水火箭最佳角度是53度左右）。豎直方向飛行則為90度。
3.氣塞使用。氣塞的使用原理是通過壓縮軟膠塞體積膨脹來調(diào)節(jié)氣塞的松緊程度，壓縮越厲害體積膨脹越大，氣塞越緊，要把氣塞沖出來的氣壓就越大，即火箭獲得的動力越大。具體使用方法如下：首先拆下氣塞的氣門芯，將氣塞在原形塞進火箭的瓶口內(nèi)，然后用套筒（一種專門用來擰螺絲的工具，五金店有賣）擰緊氣塞的螺絲，最后安裝氣門芯即可加氣使用。（注：擰緊程度可按需要來調(diào)節(jié)。）
4.發(fā)射穩(wěn)定調(diào)控。僅討論水平方向的發(fā)射。需要制作一個發(fā)射臺，發(fā)射臺要配有導航軌道，導航軌道不要太長也不要太短，一般長為60cm（可用三個教學用的大三角板和兩根掃帚柄拼湊而成，為減少掃帚柄作導航軌道時對水火箭的摩擦，可用透明膠粘貼掃帚柄或如圖例所示的模型）。無風天氣時，正對目標按最佳發(fā)射角度（指發(fā)射軌道與地面的夾角）發(fā)射。刮風天氣時，應視風力和風向適當調(diào)偏與發(fā)射目標的方向，保持最佳發(fā)射角度發(fā)射。
5.注意事項。發(fā)射時，確保火箭和軌道的平直一致，若偏離1~2度都會影響飛行的平穩(wěn)性而呈“8”字型飛行。用氣筒打氣時，要盡可能平穩(wěn)，打氣頻率不要太慢應快點。要盡可能將氣塞塞緊，可通過擰緊氣塞的螺絲來調(diào)節(jié)，氣塞塞得越緊瓶內(nèi)氣壓越大而火箭的動力就越大。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。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。
用剪刀慢慢修剪至畫線處，盡量使其平整，以便與B瓶銜接時可以較為密合。將火箭泡棉頭放置於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於相接處，加以固定。取另一個瓶子稱之為B瓶，將瓶蓋卸下，然后將噴嘴由保特瓶開口處旋緊。將A、B瓶相連接。然后至於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。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。自3-3線上方、4-4線下方約0.5cm處用美工刀（剪刀）切（剪）開。將厚紙板對折，然后用鉛筆畫出四個梯形。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。同樣以投影片至做出與厚紙板規(guī)格相同之梯形。將制作好之投影片包覆於厚紙板梯形之外側(cè)，可以先使用雙面膠帶將投影片及厚紙板接合在一起，然后使用電工膠布將其三邊貼過。用雙面膠帶貼於摺起部分之底部。此步驟為了將做好之四個尾翼年貼於C瓶。四個尾翼完成圖。將四片尾翼年貼於C瓶上，需確定為十字對稱，如此才能平衡。先以電工膠布黏貼於尾翼兩側(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。再以電工膠布纏繞於尾翼上方約兩圈。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。
制作重點
在制作過程中，噴口是最為重要的，密封一定要好，否則不能提供良好的壓力．氣針在木塞中，也要達到密不透水，最好用燒紅的針尖穿洞。如果還有漏水情況，可以在氣針上加裝一個圓珠筆芯，圓珠筆芯的頂端伸出水面，可防止打氣時氣泡的翻滾和漏水情況。降落傘的線一定要粘牢，不然壓力過大，可能會使線從傘身上掉落。
水火箭_水火箭 -世界紀錄
高度為2044英尺，約合623米。該火箭外形奇特，遠看類似一根筷子。由專業(yè)團隊在進行多次數(shù)據(jù)采集分析計算后，設計而成，外部采用特殊材料制作而成。與傳統(tǒng)水火箭制作工藝和理念都有較大差異。
水火箭_水火箭 -研究方法
水火箭的豎直升高高度與瓶內(nèi)水位的關系
水火箭
水火箭的豎直升高高度與瓶內(nèi)水位的關系可以通過做實驗的方法獲得：通過實驗得出，當水量為1/3時，水火箭飛的最高．由實驗結(jié)果看出：氣壓與射程成正比．這是因為氣壓越大，噴水的力量越大，水火箭的沖量越大，水火箭做反沖運動．而在發(fā)射水量為1000ml以上時，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，當質(zhì)量一定時，速度越大動量越大．而提高速度的方法是提高單位時間內(nèi)的噴水量．所以，只有當水火箭內(nèi)的氣壓與水量適當時，才能飛地更遠更高．實驗中發(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)射時我們先量出能灌進水火箭的最大值，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，即可達到水火箭之最大射程（Pmax=Fmax×Mmax）．
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，水火箭頂部應為尖的，以便于減小空氣阻力；其次瓶體形狀應接近流線型，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．
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．實驗結(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，無軌發(fā)射器發(fā)射的水火箭容易常常偏離預定方向；而有軌發(fā)射器因為有兩個支點，使水柱噴射時不易產(chǎn)生其他方向的分力，因此水火箭能精確的直線前進．所以，有軌發(fā)射器在準確度上勝于無軌發(fā)射器．
彈頭重量對發(fā)射軌道的影響
固定水量600ml，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．
由實驗可知：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．這時候，因為物體旋轉(zhuǎn)時的中心為重心，所以我們可以把重心G當成支點，則在只受重力的情況下彈頭即成一個以G為支點的平橫杠桿．在飛行時，彈頭A與彈尾B將受到相同的風阻影響，但由于力臂不同（AG>AB），所以A點所產(chǎn)生的力矩大于B點，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），這樣A、B產(chǎn)生的力矩才會相同，達成平衡．但是如果前置填充物放得太多，重心偏前，造成力臂AG<BG，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，由實驗的結(jié)果得知，填充物約65g為最好，而此時重心正好位于首尾中點．當然，這個質(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，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．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．
水火箭_水火箭 -技術趣點
水火箭種類眾多，一般包括單級單推（一級火箭，一個推進器噴口）、單級多推（一級火箭，多個推進器噴口）和多級多推（多級火箭、
水火箭多個推進器噴口）等，少有多級單推。由于單級多推一般為推進器（一個或幾個瓶串聯(lián)而成）“被動分離”且箭體與推進器同時發(fā)射，因此雖有推進器拋離效果但一般不視為多級水火箭。而多級多推水火箭采用推進器與箭體“主動分離”技術且為推進器箭體接替發(fā)射。水火箭制作的技術趣點主要包括：噴嘴技術、主動分離技術和回收技術。
國內(nèi)較為流行的自行車內(nèi)胎及氣口做瓶塞的方法，但由于這種方法無法良好控制發(fā)射時間，因此是無法完美實現(xiàn)多推的。用滑輪和線向下拉動發(fā)射器套環(huán)，實現(xiàn)了對發(fā)射時間的良好控制。
一般來說，單級多推水火箭涉及推進器和箭體的推力差問題。由于是靠重力自然實現(xiàn)的“被動分離”，因此推進器的推力一定大于箭體推力，以保證水火箭升空時二者推力和最大且為一體，當推進器推力耗盡時，由于重力作用自然脫落。主箭體則繼續(xù)飛行。這種火箭的優(yōu)勢是，不涉及復雜的多級分離技術，同時擁有較大的推力，制作較為簡單。而要注意的是，箭體噴口直徑要小于推進器噴口直徑以實現(xiàn)推力差。一般箭體使用降落傘回收技術。
下面說說多級多推水火箭。這種水火箭體型龐大，高度甚至可超過2米，目前已知的最高發(fā)射高度是國外水火箭愛好者于2010年10月30日創(chuàng)造的864英尺，約合263米。雖然這種火箭的發(fā)射高度并不是十分高，但由于涉及“錯時噴射“技術、“主動分離”技術和箭體及推進器的“分級回收”技術，因而更具有挑戰(zhàn)性、更受到水火箭發(fā)燒友的青睞。國外的主動分離技術樣式不一，但基本原理一致。利用推進器推力耗盡時的重力和預埋分離器中的彈簧彈力以及分離開始時第二級箭體噴射推力，快速實現(xiàn)一二級主動分離。推進器部分進入下落階段打開降落傘、而第二級繼續(xù)上升直到推力耗盡下落打開第二級降落傘。若有第三級，則依次推進。
單級多推水火箭和多級多推水火箭都可以做得很大，但分辨二者區(qū)別并不難，從外觀上即可分辨。單級多推水火箭（可以叫假二級）箭體和推進器噴嘴是在一個平面上的，因為只有這樣才最容易實現(xiàn)同時發(fā)射。而多級多推水火箭則不是，其第二級噴嘴一定是和推進器相連的，因為發(fā)射開始時第二級是不工作的。所以只要看噴嘴的位置即可分辨。
水火箭_水火箭 -延伸制作
1.在熟悉了水火箭的基本制作后，可以嘗試制作大型及多級水火箭的制作。選用質(zhì)量較輕的金屬做成，提供氣壓由氣泵完成。
2.多級火箭的制作：
把幾個水火箭綁在一起，由一個進氣孔提供氣壓．同時噴出水柱，提高水火箭的飛行能力。
經(jīng)過這半個多學期的探索、研究、實驗我們初步地完成了水火箭研制工作，從中我們在許多方面有了提高．通過查找資料的方法，我們對火箭的發(fā)展歷史，特別是我國火箭技術發(fā)展的歷史，有了很深刻的認識．知道火箭是現(xiàn)代航天所必需的運載工具，我國是火箭技術的發(fā)源地，然而由于資金短缺以及技術的缺陷航天事業(yè)發(fā)展地很緩慢，但隨著綜合國力的強大，在與外國的合作下已發(fā)射了多枚“長征系列”的火箭。
2、將其中一個寶特瓶分割成三部分；將瓶口及中段留下
3、將留下的瓶口及中段，分別套上另一寶特瓶的底部及瓶口，記的涂上黏著劑并用絕緣膠帶固定
ps：必須保持火箭的箭身是一直線
4、利用厚透明膠片或珍珠版制作尾翼四片，并將其平均分配固定在火箭的後半部
ps：涂上黏著劑并用膠帶確實固定。未平均分配或未固定會影響火箭行進的方向
5、套上火箭頭及噴嘴，準備展翅高飛了
6、在發(fā)射架上準備發(fā)射復制去Google翻譯翻譯結(jié)果
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