紙火箭發(fā)射器的制作與探究

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(xué)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(diào)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(guān)？

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(shè)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(diào)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(chǔ)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(nèi)充氣，塑料瓶內(nèi)的氣壓就能顯示數(shù)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(cè)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(guān)，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(diào)整發(fā)射角度，連接打氣筒向瓶內(nèi)充氣。當(dāng)瓶內(nèi)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。“哇！成功啦！好遠啊！”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(nèi)氣壓、發(fā)射角度有關(guān)。

在探究紙火箭發(fā)射距離與發(fā)射器內(nèi)氣壓的關(guān)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(jié)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(guān)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(jié)果如表2所示。

三、探究結(jié)論

經(jīng)過多次實驗，我得出的結(jié)論是：發(fā)射器內(nèi)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(jù)探究結(jié)果，我的紙火箭可以在適當(dāng)范圍內(nèi)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(diào)整發(fā)射角度為20°，瞄準(zhǔn)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(dǎo)老師 謝志健

推薦理由：

紙火箭發(fā)射器的制作來源于學(xué)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(jié)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(dāng)作玩具，還可以當(dāng)作科學(xué)探究的學(xué)具，具有較高的價值！

（欄目編輯：李瑚）