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(gè)“飛天夢(mèng)”，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(dòng)。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(dòng)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(duì)“火箭”這個(gè)名字！紙火箭啊，你到底能飛多遠(yuǎn)？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(dòng)力、發(fā)射角度對(duì)發(fā)射距離可能都有影響。在老師的鼓勵(lì)下，我決定對(duì)紙火箭發(fā)射器作進(jìn)一步的研究與改進(jìn)。

二、研究過(guò)程

（一）設(shè)計(jì)制作新型紙火箭發(fā)射器

水火箭發(fā)射時(shí)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(jìn)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(kāi)來(lái)，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(wú)法測(cè)量的問(wèn)題。

另外，紙火箭發(fā)射的動(dòng)力就是靠壓縮空氣，有什么辦法能把紙火箭發(fā)射時(shí)的氣壓測(cè)出來(lái)呢？我查閱資料后發(fā)現(xiàn)了一款自帶氣壓計(jì)的打氣筒，如圖2。用該打氣筒向塑料瓶?jī)?nèi)充氣，塑料瓶?jī)?nèi)的氣壓就能顯示數(shù)值。于是，我購(gòu)買(mǎi)了此款打氣筒，還有氣門(mén)嘴、塑料管和空氣閥門(mén)，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(gè)大小合適的孔，瓶壁上的孔安裝氣門(mén)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(gè)空氣閥門(mén)，作為紙火箭發(fā)射器的開(kāi)關(guān)，在充氣管另一端套上一根細(xì)鋼管作為紙火箭的發(fā)射臺(tái)。最后，把這些裝置和帶角度的發(fā)射架連接在一起，一個(gè)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(lái)到操場(chǎng)，選好位置后，將紙火箭放在發(fā)射臺(tái)上，調(diào)整發(fā)射角度，連接打氣筒向瓶?jī)?nèi)充氣。當(dāng)瓶?jī)?nèi)達(dá)到6個(gè)大氣壓時(shí)，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(mén)，如圖4。

打開(kāi)閥門(mén)后，只聽(tīng)“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?！巴?！成功啦！好遠(yuǎn)啊！”我高興地向紙火箭飛奔過(guò)去！

（二）探究影響紙火箭發(fā)射距離的因素

我認(rèn)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(shí)，每次實(shí)驗(yàn)都使用同一個(gè)紙火箭，發(fā)射角度固定為30°，只改變氣壓大小。實(shí)驗(yàn)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(shí)，每次實(shí)驗(yàn)都將發(fā)射器的塑料瓶充滿(mǎn)6個(gè)大氣壓，只改變發(fā)射角度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

三、探究結(jié)論

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，我得出的結(jié)論是：發(fā)射器內(nèi)氣壓越大，紙火箭的動(dòng)力就越大，發(fā)射的距離越遠(yuǎn)；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(yuǎn)的地方，只需將塑料瓶充滿(mǎn)6個(gè)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(lái)源于學(xué)校的科技實(shí)踐活動(dòng)，是小作者不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的結(jié)果。此款紙火箭發(fā)射器的制作材料簡(jiǎn)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(jià)值！

（欄目編輯：李瑚）