【学案】高中化学“双减“作业新方案综合实践活动——水火箭(液体火箭推进器)的制作

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实践活动——水火箭(液体火箭推进器)的制作

一、活动目标

1.通过水火箭制作与发射活动，初步了解火箭发射的有关科学知识，懂得航天火箭的原理

2.在实践的过程中，培养在实践中反复探究、遇到问题采取反复实践、借助已有生活经验、学习他人经验等方法去再创造，不断解决问题的能力

3.了解我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点

二、活动背景

1.我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点，目前，火箭推进剂主要有三种类型： 液体推进剂、固体推进剂和混合型推进剂。

(1)液体推进剂

液体推进剂，比较常用的有：四氧化二氮－肼类(偏二甲肼，一甲基肼，肼)，液氧－煤油，液氢－液氧等。 四氧化二氮－肼类推进剂被广泛使用，特点是可在室温下储存，技术成熟，可靠性高。但其燃烧效率比较低且有毒污染环境。液氧－煤油推进剂作为常温推进剂，使用方便，安全性好，且价格便宜。液氢－液氧推进剂这种组合是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，清洁无污染。但是价格昂贵，储存、运输、加注、发动机制造都要求更高。

(2)固体推进剂

固体推进剂是燃料和氧化剂的混合体。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固体推进剂火箭主要的优点是结构简单，成本相对较低，使用非常安全，瞬间的爆发推力巨大，缺点是推力无法调节并且推进效率低。

(3)混合推进剂

混合推进剂是液体和固体推进剂的混合体。它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，系统比较简单。但混合推进剂火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低。

2.水火箭(液体推进剂)的原理

用塞子塞紧的雪碧瓶，形成一个封闭的空间，把气体打入密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时，瓶口与橡皮塞自由脱离，箭内水向后喷出，获得反作用力射出，从而是火箭的箭身升空。

三、活动形式

每组8-10人，自愿组合，每组推选一名组长。

四、实验过程

1、取出其中一个雪碧瓶，剪取圆滑的一段。

2、将第二个雪碧瓶倒过来．将截取段分别连在瓶底和瓶口处，用胶布连牢。

3、去两段截取段压平，剪出平衡翼，平衡翼的数量为3个

4、翻开尾翼里面贴上双面胶带粘贴住，并再贴一张有双面胶的白纸

5、贴牢后，沿短边、斜边用防水贴布再贴圈。

6、将梯形底边一公分处，往外折起90°

7、再将四片尾翼平均粘贴于瓶上

8、火箭头直接由雪碧瓶的上半部分做成

9、制作的箭头必须能够在水火箭发射上升时不脱落，一旦有降落时与箭体自动分离。

10、如果用风筝线做伞绳，只能用胶布粘连。

五、发射过程

1、先灌水量水，不要淋湿伞和箭。

2、塞紧软木塞，软木塞密封一定要好，否则不能提供良好的压力．气针在软木塞中，也要达到密不透水，最好用烧红的针尖穿洞．如果还有漏水情况，可以在气针上加装一个圆珠笔芯，圆珠笔芯的顶端伸出水面，可防止打气时气泡的翻滚和漏水情况，再就是要及时的更换软木塞。塞时往往力气不够不能达到较好的密封性。可以用红酒的开瓶器

3、水火箭放到发射架上，将水火箭扶正。

4、将降落伞放在箭体的顶部，伞线不要缠绕。

五、思考

1．怎样提高水火箭的稳定性________。

2．实验中发现，若水量大于固定气压所能喷射的上限，则水火箭中的水不会喷完，要如何避免水喷不完的情形呢_______？

六、展示、评价成果

1、实验失败的小组分析失败原因，以及改进方式

2、结合第一章热化学的知识，探究火箭推进过程中能量的变化

3、小组间互评、教师评价