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13.某兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验.实验器材有:饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等.水火箭构造如图所示.根据老师的介绍,同学们了解到水火箭升空工作过程如下:在瓶中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时,瓶飞向高空.

(1)水火箭升空原理可利用我们所学过的力的作用是相互的知识来解释.从能量转化角度来看,水火箭的动能是由内能转化来的.
(2)实验后小明提出了问题:水火箭上升高度与什么因素有关呢?
小明猜想:可能与瓶中气体的压强有关;
小华猜想:可能与瓶中水的体积有关;
小军猜想:可能与瓶子的形状有关;
你认为因素还有瓶塞气嘴口径的大小.(写出一点)
(3)实验小组通过试验发现,瓶塞插入深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设充一次气气量相同),他们选用同一可乐瓶,瓶中水量为200mL.通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录.考虑到安全做了三次,实验结果如下:
瓶塞塞入深度更深
高度/m2512
这可验证水火箭上升高度与瓶塞塞入深度有关的猜想是正确的.
(4)实验小组经过讨论思考发现,瓶塞插入瓶口的深度的加深,其实是增大了瓶塞与瓶口的压力,从而增大了瓶塞与瓶口的摩擦力,使瓶塞不易压出,实现了增大瓶内气压的目的,请你帮助实验小组再想一个增大摩擦力的方法.换用软木塞做瓶塞,增加接触面的粗糙程度.

分析 (1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;高压气体膨胀做功,将内能转化为水和橡皮塞的机械能(动能);
(2)根据水火箭升空的原理,水火箭上升高度可能与受到阻力有关,可能与瓶中气体的压强有关,此题答案不唯一,合理即可;
(3)从表中内容看出,瓶塞塞入深度越深,水火箭上升高度越高,改变塞子插入的深度影响了水火箭上升的高度,据此判断;
(4)根据增大摩擦力的方法进行解答即可.

解答 解:(1)高压气体给水和橡皮塞一向下的力,力的作用是相互的,橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空;在此过程中,将高压气体的内能转化为塞子的机械能;
(2)根据水火箭升空的原理,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出,水的反冲作用把瓶推向高空.
可猜想水火箭上升高度会与瓶塞气嘴口径的大小有关;
(3)从表中数据可知,瓶塞塞入深度越深,水火箭上升高度越高,由此可验证水火箭上升高度与塞子的插入深度有关的猜想是正确的;
(4)加深瓶塞插入瓶口的深度,是通过增大瓶塞与瓶口之间的压力来增大瓶塞与瓶口的摩擦的;使接触面变得粗糙也可以增大摩擦力,因此换用接触面粗糙的瓶塞也可以增大摩擦力.
故答案为:(1)力的作用是相互的;内;(2)瓶塞气嘴口径的大小;(3)瓶塞塞入深度;(4)压;换用软木塞做瓶塞,增加接触面的粗糙程度.

点评 本题考查了学生对力的作用是相互的、能量的转化以及增大摩擦的方法,涉及到探究实验的猜想、设计实验等环节,属于难题.

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