从“东方红一号”到“嫦娥六号”月球背面采样返回,从“天宫”空间站到载人登月,一次次振奋人心的发射,不断刷新中国航天追梦筑梦的高度。为激发学生们对航天科技的兴趣,培养他们的动手能力和创新思维,5月29日《物理与人类生活》的庞政老师在新言书院组织了一场,以“逐梦星辰,探索无垠——水火箭制作特色课堂”为主题的活动。旨在通过亲身体验火箭制作与发射的过程,让学生们深入了解水火箭的基本原理,感受航天科技的魅力,进而激发他们对航空航天的热情与追求。

跨学科融合:从理论到实践的“水火箭”课堂
活动伊始,老师通过生动有趣的讲解和丰富的多媒体资料,详细介绍了火箭的基本原理、发展历程以及各部分的功能。从牛顿第三定律到气压原理,从火箭的发动机到尾翼的作用,复杂的科学知识在老师的讲解下变得通俗易懂,激发了大家对火箭制作的浓厚兴趣。看似复杂的火箭,原理其实非常简单,早在17世纪,牛顿就很清晰地进行了描述:如果以一定速度向后抛出一定质量,就会受到一个反作用力的推动,向前加速。而水火箭制作的材料通常是可回收塑料瓶,是一种利用水和压缩空气原理发射的简易火箭模型,常用于科普教育。根据波义耳定律,当向瓶内充入一定量的空气后,瓶内气体的体积被压缩,气压升高。当气压达到足够高的程度时,就能产生足够的推力将水喷出,从而推动火箭发射。

水火箭制作需要用到废弃的饮料瓶、水、打气筒、气嘴、硬卡纸、双面胶、记号笔、剪刀、塑料袋、绳线等等。通过简易的材料制作出火箭发射需要的燃料舱和发动机舱。在制作环节,尤其是在火箭喷口部分要包裹几层铝箔纸,增强密封性和耐用性,并且使用胶带固定好所有部件,确保火箭结构牢固。
现场竞技,绽放科学梦想

学生们用打气筒为火箭加压,随着“3、2、1,发射!”的倒计时,水火箭优美的在空中划出了一道抛物线。学生们表示水火箭发射的轨迹与高度超乎自己的想象,原来物理可以这么玩。通过不同组别水火箭发射轨迹的对比,同学们讨论出影响发射高度和速度的因素,比如:水量大小、气压大小和尾翼位置等。同学们一次次不断调整和优化出合适的发射参数,为了能使得火箭能够发射出更理想的运行轨迹。大家现场从飞行高度、滞空时间、创意设计对水火箭三个维度进行评估,最终,“未来号”以32米飞行距离和独特造型斩获“最佳性能奖”。
本次活动通过动手制作水火箭、模拟发射竞赛,引导学生理解流体力学原理,激发对航天科技的兴趣,领略物理科学的魅力。水火箭制作是课程实践与应用的缩影,《物理与人类生活》始终倡导“生活即课堂”,希望通过低成本、高趣味性的实践活动,打破学科壁垒,让学生在动手中理解科学原理,在合作中培养团队精神。
