《2025年绩优学案九年级物理全一册北师大版》

13. (新考法)2025年5月29日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。观看发射视频后，物理学习小组的同学结合已学习的力学知识，开展制作“水火箭”的项目式学习。
【项目任务】
每个小组制作一个“水火箭”，并通过比拼飞行高度评选出“最佳飞行奖”。
【方案设计】
(1) 如图10-4-6甲所示是学生制作的“水火箭”。在塑料瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后在顶端配置上导流罩就完成了“水火箭”的制作，其结构示意图如图10-4-6乙所示。用打气筒不断向瓶内打气，瓶内气压增大，当达到一定值时，瓶塞脱落，向下喷水，产生反推力使“水火箭”向上飞行。运载火箭和“水火箭”的起飞都利用了力的作用是相互的原理。“水火箭”顶端的导流罩通常做成流线型，这是为了减小阻力。

(2) 各个小组制作好“水火箭”后进行飞行比赛，发现实验中无法直接测量“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度。同学们讨论后认为可以转换为测量“水火箭”的下落时间来间接反映这个高度，评选出“最佳飞行奖”。
【评价反思】
(3) 同学们对同一个“水火箭”能飞行的最大高度产生了兴趣，于是提出问题：“水火箭”能飞行的最大高度与哪些因素有关？接着作出以下猜想：
Ⅰ. 可能与起飞前瓶内的最大气压有关
Ⅱ. 可能与瓶内所装水的多少有关
在探究猜想Ⅰ时，小明控制瓶内水量一定，通过改变瓶塞的松紧程度从而改变“水火箭”起飞前最大气压的大小。通过多次实验，并将记录的数据绘制为图10-4-6丙所示的图像，分析图像可以得到：“水火箭”飞行的最大高度随起飞前瓶内最大气压的增大而增大。

答案：
(1)气压 力的作用是相互的 减小阻力
(2)下落时间
(3)最大气压的大小 增大
【解析】
(1)用打气筒不断向瓶内打气,瓶内气体增多,则气压增大。运载火箭和“水火箭”的起飞利用的原理都是力的作用是相互的。“水火箭”顶端的导流罩通常做成流线型,这是为了减小运动过程中空气的阻力。
(2)“水火箭”上升的高度越高,到落地时所需的时间就越长,所以实验中可以通过“水火箭”从发射到落地的时间来间接反映上升的高度。
(3)在探究猜想Ⅰ时,根据控制变量法可知,实验中要控制瓶内水量一定,通过改变瓶塞的松紧程度从而改变“水火箭”起飞前最大气压的大小,根据题图丙可知,起飞前瓶内最大气压越大,“水火箭”飞行的高度就越高。