Question

（2008?宿迁）某物理兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验．实验器材有：饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等．水火箭构造如图所示．根据老师的介绍，同学们了解到水火箭升空原理如下：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上．用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出，利用水的反冲作用把瓶推向高空．
（1）水火箭升空原理可利用我们所学过的

力的作用是相互的

知识来解释．从能量转化角度来看，水火箭的动能是由

内

能转化来的．
（2）实验后小星提出了问题：水火箭上升高度与什么因素有关呢？
小星猜想：可能与瓶中气体的压强有关；
小华猜想：可能与瓶中水的体积有关；
小军猜想：可能与瓶子的形状有关；
你认为影响因素还有

塞子与瓶口的摩擦力大小

（写出一点）．
（3）实验小组通过试验发现，瓶塞插入深度不同，瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同（设每一次充入气量相同），他们选用同一可乐瓶，瓶中水量为300ml．通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录．考虑到安全做了三次，实验结果如下：

瓶塞塞入深度	浅	深	更深
高度（m）	2	5	12

这可验证水火箭上升高度与

塞子的插入深度

有关的猜想是否正确的．
（4）为了验证小华的猜想，请你为她设计一个可行的实验步骤：

保持其它的情况不变，只改变装入瓶内水的体积，重复试验比较发射高度

．

Answer 1

分析：（1）当一个物体对另一个物体有力的作用时，另一个物体也同时对这个物体有力的作用，即力的作用是相互的；高压气体膨胀做功，将内能转化为水和橡皮塞的机械能（动能）；
（2）水火箭上升高度还会与受到阻力有关，据此猜想；
（3）从表中内容看出，改变塞子插入的深度影响了塞子上升的高度，据此判断；
（4）利用控制变量法分析解答，让瓶中水的体积变化，其他的因素不变，再做实验验证．

解答：解：（1）高压气体给水和橡皮塞一向下的力，力的作用是相互的，橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空；在此过程中，将高压气体的内能转化为塞子的机械能；
（2）水火箭上升高度会与塞子与瓶口的摩擦力大小有关；
（3）表中数据可验证水火箭上升高度与塞子的插入深度有关的猜想是否正确；
（4）为了验证小华的猜想，要保持其它的情况不变，只改变装入瓶内水的体积，重复试验比较发射高度．
故答案为：（1）力的作用是相互的，内能；
（2）塞子与瓶口的摩擦力大小；
（3）塞子的插入深度；
（4）保持其它的情况不变，只改变装入瓶内水的体积，重复试验比较发射高度．

点评：本题考查了学生对力的作用是相互的、能量的转化的理解，涉及到探究实验的猜想、设计实验等环节，属于难题．