徐子豪
一、研究背景
我的心中一直有一個“飛天夢”,為此,我多次參加學校航天科技研究所組織的紙火箭發(fā)射活動。我們先把紙火箭的尾部插到發(fā)射器的塑料硬管上,然后移動塑料硬管調整發(fā)射角度,最后用力踩塑料瓶,紙火箭就發(fā)射出去啦!
但是,紙火箭的飛行距離很短,真是愧對“火箭”這個名字!紙火箭啊,你到底能飛多遠?你的發(fā)射距離與哪些因素有關?
我猜想,紙火箭的發(fā)射動力、發(fā)射角度對發(fā)射距離可能都有影響。在老師的鼓勵下,我決定對紙火箭發(fā)射器作進一步的研究與改進。
二、研究過程
(一)設計制作新型紙火箭發(fā)射器
水火箭發(fā)射時的角度可以隨意調整,并能讀出發(fā)射角度。我想,能否在水火箭發(fā)射器的基礎上進行改造用于紙火箭發(fā)射呢?于是,我把水火箭發(fā)射器拆解開來,只留下底座和帶角度的發(fā)射架,如圖1。這樣就解決了發(fā)射角度無法測量的問題。
另外,紙火箭發(fā)射的動力就是靠壓縮空氣,有什么辦法能把紙火箭發(fā)射時的氣壓測出來呢?我查閱資料后發(fā)現(xiàn)了一款自帶氣壓計的打氣筒,如圖2。用該打氣筒向塑料瓶內充氣,塑料瓶內的氣壓就能顯示數值。于是,我購買了此款打氣筒,還有氣門嘴、塑料管和空氣閥門,嘗試制作新型紙火箭發(fā)射器。
首先,用電烙鐵分別在瓶壁和瓶蓋上燙出兩個大小合適的孔,瓶壁上的孔安裝氣門嘴,瓶蓋上的孔連接充氣管。為了防止漏氣,我在孔的兩側墊上橡膠墊圈。然后,在充氣管上安裝一個空氣閥門,作為紙火箭發(fā)射器的開關,在充氣管另一端套上一根細鋼管作為紙火箭的發(fā)射臺。最后,把這些裝置和帶角度的發(fā)射架連接在一起,一個新型紙火箭發(fā)射器就制作好了,如圖3。
我?guī)е滦桶l(fā)射器來到操場,選好位置后,將紙火箭放在發(fā)射臺上,調整發(fā)射角度,連接打氣筒向瓶內充氣。當瓶內達到6個大氣壓時,打氣筒也踩不下去了,于是我停止充氣,用手抓穩(wěn)空氣閥門,如圖4。
打開閥門后,只聽“哧”的一聲,紙火箭像子彈似的快速飛了出去,飛出一段美妙的軌跡后才肯落地?!巴?!成功啦!好遠??!”我高興地向紙火箭飛奔過去!
(二)探究影響紙火箭發(fā)射距離的因素
我認為紙火箭發(fā)射距離可能與發(fā)射器內氣壓、發(fā)射角度有關。
在探究紙火箭發(fā)射距離與發(fā)射器內氣壓的關系時,每次實驗都使用同一個紙火箭,發(fā)射角度固定為30°,只改變氣壓大小。實驗結果如表1所示。
在探究紙火箭發(fā)射距離與發(fā)射角度的關系時,每次實驗都將發(fā)射器的塑料瓶充滿6個大氣壓,只改變發(fā)射角度。實驗結果如表2所示。
三、探究結論
經過多次實驗,我得出的結論是:發(fā)射器內氣壓越大,紙火箭的動力就越大,發(fā)射的距離越遠;紙火箭的最佳發(fā)射角度為30°~40°。
根據探究結果,我的紙火箭可以在適當范圍內指哪打哪!若想讓紙火箭飛到22米遠的地方,只需將塑料瓶充滿6個大氣壓,調整發(fā)射角度為20°,瞄準方向就可以了。多么神奇啊!我再一次感受到了科技的魅力!
指導老師 謝志健
推薦理由:
紙火箭發(fā)射器的制作來源于學校的科技實踐活動,是小作者不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的結果。此款紙火箭發(fā)射器的制作材料簡單且不易損壞,不僅可以當作玩具,還可以當作科學探究的學具,具有較高的價值!
(欄目編輯:李瑚)