Question

10．某興趣小組在老師的指導下做了水火箭升空實驗．水火箭構(gòu)造如圖所示．水火箭升空工作過程如下：在瓶中裝適量的水，塞好瓶塞后放在發(fā)射架上，用氣筒向瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)上方氣體壓強達到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口壓出的同時，瓶飛向高空．
（1）水火箭升空原理可利用我們所學過的力的作用是相互的知識來解釋．從能量轉(zhuǎn)化角度來看，水火箭的機械能是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的．它與汽油機的做功沖程能量轉(zhuǎn)化相同．
（ 2）實驗后小明提出了問題：水火箭上升高度與什么因素有關呢？
小明猜想：可能與瓶中氣體的壓強有關；小華猜想：可能與瓶中水的體積有關；
小軍猜想：可能與瓶子的形狀有關；你認為影響因素還有瓶塞氣嘴口徑的大小．（寫出一點）
（ 3）實驗小組通過試驗發(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（設充一次氣氣量相同），他們選用同一可樂瓶，瓶中水量為200ml．通過站在不同樓層觀察員目測進行數(shù)據(jù)記錄．實驗結(jié)果如表：

瓶塞塞入深度	淺	深	更深
水火箭上升高度/m	2	5	12

這可驗證水火箭上升高度與瓶塞塞入的深度有關的猜想是正確的．
（4）實驗小組經(jīng)過討論思考發(fā)現(xiàn)，瓶塞插入瓶口的深度加深，其實是增大了瓶塞與瓶口的壓壓力，從而增大了瓶塞與瓶口的摩擦力，使瓶塞不易壓出，實現(xiàn)了增大瓶內(nèi)氣壓的目的．

Answer 1

分析 （1）當一個物體對另一個物體有力的作用時，另一個物體也同時對這個物體有力的作用，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械能（動能）；
（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，可能與瓶中氣體的壓強有關，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；在此過程中，將高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能；汽油機的做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）根據(jù)水火箭升空的原理，用氣筒向瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)上方氣體壓強達到一定程度，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與瓶塞氣嘴口徑的大小有關；
（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，由此可驗證水火箭上升高度與塞子的插入深度有關的猜想是正確的；
（4）加深瓶塞插入瓶口的深度，是通過增大瓶塞與瓶口之間的壓力來增大瓶塞與瓶口的摩擦了的．
故答案為：（1）力的作用是相互的；機械；做功；（2）瓶塞氣嘴口徑的大��；（3）瓶塞塞入的深度；（4）摩擦．

點評 本題考查了學生對力的作用是相互的、能量的轉(zhuǎn)化以及增大摩擦的方法，涉及到探究實驗的猜想、設計實驗等環(huán)節(jié)，屬于難題．