Question

13．某興趣小組在老師的指導(dǎo)下做了水火箭升空實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)器材有：飲料瓶、氣筒、自行車(chē)氣門(mén)、鐵絲、橡皮塞、水等．水火箭構(gòu)造如圖所示．根據(jù)老師的介紹，同學(xué)們了解到水火箭升空工作過(guò)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?jī)?nèi)打氣，瓶?jī)?nèi)上方氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口壓出的同時(shí)，瓶飛向高空．

（1）水火箭升空原理可利用我們所學(xué)過(guò)的力的作用是相互的知識(shí)來(lái)解釋?zhuān)畯哪芰哭D(zhuǎn)化角度來(lái)看，水火箭的動(dòng)能是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化來(lái)的．
（2）實(shí)驗(yàn)后小明提出了問(wèn)題：水火箭上升高度與什么因素有關(guān)呢？
小明猜想：可能與瓶中氣體的壓強(qiáng)有關(guān)；
小華猜想：可能與瓶中水的體積有關(guān)；
小軍猜想：可能與瓶子的形狀有關(guān)；
你認(rèn)為因素還有瓶塞氣嘴口徑的大�。�（寫(xiě)出一點(diǎn)）
（3）實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)試驗(yàn)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(shè)充一次氣氣量相同），他們選用同一可樂(lè)瓶，瓶中水量為200mL．通過(guò)站在不同樓層觀察員目測(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄．考慮到安全做了三次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

瓶塞塞入深度	淺	深	更深
高度/m	2	5	12

這可驗(yàn)證水火箭上升高度與瓶塞塞入深度有關(guān)的猜想是正確的．
（4）實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過(guò)討論思考發(fā)現(xiàn)，瓶塞插入瓶口的深度的加深，其實(shí)是增大了瓶塞與瓶口的壓力，從而增大了瓶塞與瓶口的摩擦力，使瓶塞不易壓出，實(shí)現(xiàn)了增大瓶?jī)?nèi)氣壓的目的，請(qǐng)你幫助實(shí)驗(yàn)小組再想一個(gè)增大摩擦力的方法．換用軟木塞做瓶塞，增加接觸面的粗糙程度．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體有力的作用時(shí)，另一個(gè)物體也同時(shí)對(duì)這個(gè)物體有力的作用，即力的作用是相互的；高壓氣體膨脹做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為水和橡皮塞的機(jī)械能（動(dòng)能）；
（2）根據(jù)水火箭升空的原理，水火箭上升高度可能與受到阻力有關(guān)，可能與瓶中氣體的壓強(qiáng)有關(guān)，此題答案不唯一，合理即可；
（3）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)此判斷；
（4）根據(jù)增大摩擦力的方法進(jìn)行解答即可．

解答 解：（1）高壓氣體給水和橡皮塞一向下的力，力的作用是相互的，橡皮塞給瓶向上的力使瓶升空；在此過(guò)程中，將高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；
（2）根據(jù)水火箭升空的原理，用氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，瓶?jī)?nèi)上方氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口中壓出，水的反沖作用把瓶推向高空．
可猜想水火箭上升高度會(huì)與瓶塞氣嘴口徑的大小有關(guān)；
（3）從表中數(shù)據(jù)可知，瓶塞塞入深度越深，水火箭上升高度越高，由此可驗(yàn)證水火箭上升高度與塞子的插入深度有關(guān)的猜想是正確的；
（4）加深瓶塞插入瓶口的深度，是通過(guò)增大瓶塞與瓶口之間的壓力來(lái)增大瓶塞與瓶口的摩擦的；使接觸面變得粗糙也可以增大摩擦力，因此換用接觸面粗糙的瓶塞也可以增大摩擦力．
故答案為：（1）力的作用是相互的；內(nèi)；（2）瓶塞氣嘴口徑的大��；（3）瓶塞塞入深度；（4）壓；換用軟木塞做瓶塞，增加接觸面的粗糙程度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)力的作用是相互的、能量的轉(zhuǎn)化以及增大摩擦的方法，涉及到探究實(shí)驗(yàn)的猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，屬于難題．