Question

航天事業(yè)的突飛猛進，激發(fā)了同學們探索太空的興趣。某興趣小組在老師的指導下做了水火箭升空實驗。實驗器材有：飲料瓶、氣筒、自行車氣門、鐵絲、橡皮塞、水等。水火箭構造如圖所示。根據(jù)老師的介紹，同學們了解到水火箭升空工作過程如下：在瓶中裝適量的水，塞好瓶塞后放在發(fā)射架上，用氣筒向瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)上方氣體壓強達到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口壓出的同時，瓶飛向高空。

（1）水火箭升空原理可利用我們所學過的 知識來解釋．從能量轉化角度來看，水火箭的動能是由 做功，將 能轉化來的。

（2）實驗后小明提出了問題：水火箭上升高度與哪些因素有關呢？

小明猜想：可能與瓶中氣體的壓強有關；

小華猜想：可能與瓶中水的體積有關；

小軍猜想：可能與瓶子的形狀有關；

你認為影響因素還有 。（寫出一點）

瓶塞塞入深度	淺	深	更深
高度/m	2	5	12

（3）實驗小組通過試驗發(fā)現(xiàn)，瓶塞插入深度不同，瓶塞被沖出前用氣筒充氣次數(shù)不同（設充一次氣氣量相同），他們選用同一可樂瓶，瓶中水量為200 mL。通過站在不同樓層觀察員目測進行數(shù)據(jù)記錄�？紤]到安全做了三次，實驗結果如下：

這可驗證水火箭上升高度與 有關的猜想是正確的。為了驗證小華的猜想，請你為她設計一個可行的實驗步驟： 。

（4）實驗小組經(jīng)過討論思考發(fā)現(xiàn)，瓶塞插入瓶口的深度的加深，其實是增大了瓶塞與瓶口的 力，從而增大了瓶塞與瓶口的摩擦力，使瓶塞不易壓出，實現(xiàn)了增大瓶內(nèi)氣壓的目的，請你幫助實驗小組再想一個增大摩擦力的方法。這個方法是： 。

Answer 1

以航天事業(yè)發(fā)展引題，主要考查力的作用的相互性、能量的轉化以及增大或減小摩擦的方法，涉及到探究實驗的猜想、設計實驗等環(huán)節(jié)以及控制變量法等物理學思想方法。第（1）題，由于力的作用是相互的，高壓氣體給水和橡皮塞一向下的力，橡皮塞給瓶向上的力使瓶升空；在此過程中，高壓氣體膨脹做功，將內(nèi)能轉化為水和橡皮塞的機械能（動能）。第（2）題，據(jù)水火箭升空原理，水火箭上升高度可能與受到阻力有關，可能與瓶中氣體的壓強有關，可能與瓶塞氣嘴口徑的大小有關……此題答案不唯一，但要符合所學物理知識以及水火箭升空原理。第（3）題，從表中內(nèi)容看出，瓶塞塞入深度越深，水火箭上升高度越高，改變?nèi)�子插入的深度影響了水火箭上升的高度，�?jù)此以及第（4）題，可知答案為“瓶塞塞入的深度”。為了驗證小華的猜想，可據(jù)控制變量法分析，要保持其它的情況不變，只改變裝入瓶內(nèi)水的體積，重復試驗，比較發(fā)射高度即可。第（4）題，加深瓶塞插入瓶口的深度，是通過增大瓶塞與瓶口之間的壓力來增大瓶塞與瓶口的摩擦的。要增大摩擦力，可使接觸面變得粗糙，即換用接觸面粗糙的瓶塞即可。