在物理学中玩一个新把戏_水火箭论文

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      可乐瓶、水等几样简单的东西,竟然能制作成“火箭”,还能蹭地一下飞180米高,大家是不是觉得有点不可思议?

      可台州一中的3名高中生靠自己的琢磨,制作出了这样的“水火箭”。2015年8月,在香港亚洲国际博览馆第30届全国青少年科技创新大赛中,他们3人制作的“水火箭”,即“中学物理知识在捆绑式多级水火箭研制中的应用”的课题,获得了创新项目全国一等奖、周培源青少年科技创新奖。

      飞了180米高的“水火箭”

      “水火箭”也能飞出新高度?3个学生给出的答案是:能!

      叶嘉程、宣金波,台州一中高三(13)班学生;叶家辉,台州一中高三(17)班学生。他们的相交,缘于他们刚入校时的一次“水火箭”比赛,叶嘉程和宣金波的一级水火箭获得了第二名,叶家辉初具雏形的二级水火箭获得了第一名。

      于是,几位“水火箭”小发烧友,专门成立了研究小组。一开始,他们选择在每周五的下午一起研究,后来,常常是一有想法就聚在一起。到了寒暑假,提前分配好任务,大家分头研究,开学再交换思路。虽然占用了不少午休、自修、课后的时间,也挺耗精力,但叶嘉程他们没想过放弃。宣金波说:“研究得深了,有时候会提前学习一些物理知识,这样再到上课时就感觉很轻松了。”

      从一级水火箭到二级水火箭,他们花了一个学期的时间,又花了大半年来完善。2014年4月,在宁波诺丁汉大学举行的水火箭邀请赛中,他们制作的二级水火箭飞出了近180米的高度。这是借助航拍器测出来的数据。

      为何能飞这么高?叶家辉解释说,“水火箭”又称气压式喷水火箭,利用压缩空气和水的反冲力原理把火箭发射上天,和真的火箭发射原理一样。简单来说,就是压缩空气产生压力,压力越大,水压出来的动力就越大,火箭也就飞得越高。当然,这里面水和空气的比例是关键。

      不过,不同的是叶嘉程他们制作的是捆绑式多级水火箭,还对最大装水量和射程进行了数据分析和实验验证。而水火箭的分离技术,则是利用了物理学原理。第一次分离是靠加速度差距单向分离,第二次则是靠摩擦力和压力的关系。

      谈“喝”色变的实验材料

      制作“水火箭”,材料并不复杂,用得比较多的是大的饮料瓶。“饮料瓶是废物利用,用水做原料,比较环保安全。”叶嘉程说。

      一架捆绑式多级水火箭,需要用掉16个1.25升的雪碧瓶子。开始是他们仨自己喝雪碧,后来让全班同学帮忙喝,喝到后来,大家都是谈“雪碧”色变。

      为了找到合适的实验材料,他们逛超市时看的不是什么饮料好喝,而是什么饮料瓶子质量好。有一次,宣金波发现一款进口饮料,价格挺贵,但是瓶子看着很“赞”,他咬咬牙一下拎了4瓶。

      但这样不是办法,不仅开销大,重点是没人喝饮料了。那怎么办呢?他们仨就想到了去小饭馆收集,开始人家还以为是学生出来“收破烂”了,后来才得知他们是拿去做实验用,大家都挺支持的。

      小伙子们开始还挺不好意思,后来不仅把家附近的小饭馆都问了个遍,而且每到一家餐馆吃饭,第一件事就是问“有没有大的饮料瓶子”。

      老课题“玩”出新高度

      “水火箭”能获奖?这是陈征燕看到申报名单时的第一个念头。

      作为一名物理老师,她知道“水火箭”这个课题太普通,参加科技创新大赛,往往要求有创新点,要在这里边玩出“花样”来,不容易。

      但等学生叶嘉程把申报材料交上来之后,陈征燕看了又看,终于舒了口气,这里面还是不乏创新点的。

      搞“水火箭”项目的3个学生,他们从高一开始就玩“水火箭”,但与其他学生不同,他们不把这个当作是学业负担,反而把很多物理知识结合到实践中去。

      2015年8月18日,3人前往香港,在这里,他们的梦想再次起飞。比赛前,叶嘉程给陈征燕发来信息问,“项目的实用性”这个问题要如何回答?陈征燕回复道:“说说自己的体会和项目对同学的影响。”叶嘉程想了想,回了句:“我以为这就是好玩。”

      最终,他们的课题,获得了创新项目全国一等奖。

      在香港的日子里,他们看了不少前沿的科技项目,挺受启发的。叶嘉程说,原先做“水火箭”只是因为好玩,但现在他们觉得,“比起好玩,科技创新更应该发挥实用性”。

      

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