第一篇：论水火箭的原理及在生活中的应用
论水火箭的原理及在生活中的应用
概述
水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的产物，同时是物理教学中著名的案例之一，其中蕴含的物理原理是了解物理中力学的重要的基础。
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼。灌入三分之一的水（水是水火箭的燃料），利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。是利用水和空气的质量之比（水的密度是空气的771倍），压力空气把水从火箭尾部的喷嘴向后高速喷出，在反作用下，水火箭以急快的速度快速上升，靠惯性在空中滑翔飞行，像导弹一样有一个飞行轨迹，最后达到一定高度,在空中徐徐降落的火箭模型。水火箭起源于日本夷山的划艇俱乐部成员，他们乐于进行野外活动。于某日，他们看见用宝特瓶向翻覆的加拿大游挺发射救生索的场面，逐而诞生了用水喷射宝特瓶的构想。
原理
加水：水火箭加入水量的多少直接决定水火箭的射程。动量P=mv，在释放空气时，火箭中的水在气体放尽时也刚好放完是最佳情况。这时，火箭获得的的动量最大（速度也最大）。
发射：水火箭发射时利用牛顿第三定律，力的作用是相互的。火箭中的气体释放压力，作用在水上，水在瞬间喷出，火箭获得一个极大反冲力，瞬间“飞出”。利用压强P=FS，喷水口的面积S一定，要想使箭获得更大的反冲力（速度），就要使火箭中的压力足够大，即要充入更多的空气，这就利用了PV=nRT，n越大，p 越大。
飞行：火箭飞出后利用自身的惯性飞行（牛顿第一定律）；火箭飞出时的速度是斜向上的，在重力的作用下，火箭的飞行轨迹是抛物线（斜抛运动），这就是“弹道飞行”。（运动学原理）同时，由于摩擦，火箭还受到空气阻力的作用，使得火箭的速度不断减小。上升到一定高度后，火箭的竖直方向速度减小至0，火箭开始降落，依然呈“抛物线”型。
总之，水火箭利用的物理学原理有：动量P=mv及动量守恒定律，PV=nRT，牛顿运动定律（第一 第二 第三），运动学公式等，是经典力学非常典型的应用。
火箭的优化
●火箭中水和空气的比例要适当；
●发射时火箭要与地面有一定的夹角，最好是45度(原理见后面)；
●由于惯性与质量有关，在保证其他条件的前提下，尽量增加火箭的质量,这样还可以减小飞行中的阻力；
●火箭头要做成尖的，同时火箭身要做成流线型，这样不但能减小空气阻力，还能提高火箭的稳定性；
●除了上述条件外，火箭还要有发射架和尾翼,这样可以控制飞行轨迹,提高稳定性;
45度角的原理：如图所示，水火箭的动轨迹为曲线，在物理中曲线运动的射程：S=Vx* t(①式)，我们假设初速度V不变的情况下，什么时候水平射程S最大。首先把图中的V分解为Vx（即水平方向的分速度）和Vy（即竖直方向的分速度），V与水平方向的夹角为θ，由以上可知：
又根据物理学中落体运动规律可知水火箭在空中的飞行时间为：
代入①式得：
由数学三函数关系：
可把上式化简为：
正弦函数最大值为1，由此我们可以知道了水火箭的最大射程，即：
当sin2θ=1时
此时2θ=90° 得到：45°
也就是在理想状态下，射角度为45°时，水火箭的射程最远。
水火箭制作
1.材料准备：3~6个600mL的可乐瓶、剪刀、单面刀片、木塞、车胎气嘴、双面胶、透明胶带、封水胶带.2.制作过程：拿出一个可乐瓶，大约以1／3的间距切成三等份。剪下瓶口及中段部分，将第二个可乐瓶倒过来，第一个的瓶口盖在第二个可乐瓶的瓶底，再将第一个的中段瓶身盖在第二个可乐瓶的瓶口．盖上后，用双面胶粘紧．再找出一个硬纸板，剪出平衡翼，平衡翼的数量为3个．太大的平衡翼很重，太小的起不了平衡作用．
3.制作重点：在制作过程中，喷口是最为重要的，密封一定要好，否则不能提供良好的压力．气嘴在木塞中，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，可用封水胶带密封处理.应用
现代火箭可用作快速远距离运送工具，如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具，以及其他飞行器的助推器等。如用于投送作战用的战斗部（弹头），便构成火箭武器。其中可以制导的称为导弹，无制导的称为火箭弹。
第二篇：水火箭策划书
第三届水火箭大赛
活
动
策
划
书
主办单位：化工学院团委
化工学院学生社团联合会
承办单位：大学生科技协会
二零一二年十月二十九日
河北科技大学第二届水火箭大赛
活动主题
智慧兴科技,实践展才能
活动宗旨
崇尚科学 追求真理 锐意创新 挑战自我活动背景： 2011年9月29日晚9时40分，中国载人航天工程总指挥常万全在酒泉卫星发射中心宣布：天宫一号发射成功，每一个中华儿女都对此怀着激动的心情庆祝其发射的成功。为了让同学们更多的了解火箭升空的原理，也为了使同学们更关注于国家的前沿科技，在寓教于乐的环境中，增强同学们的科技创新能力，开发同学们的思维创造能力，丰富课余文化生活，促进同学们之间的团结合作，强化协作进取的精神，化工学院科技协会决定组织第三次“水火箭比赛”活动。
水火箭的原理
１.动量守恒：ｍ1×ｖ1+ｍ2×ｖ2=ｍ1×ｖ1+ｍ2×ｖ2（在这里初总动量为0，火箭初速度越大，飞得越远，所以要想办法提高水喷出的速度和喷出水的质量。）２.牛顿第三定律：当由于压力足够大得把橡皮塞喷出时，空气对水有一个向后的力同时对瓶子有一个向前的力，所以
火箭可以飞出。
３.运动学定理：火箭飞出后由于受到空气和重力，所以还须用运动学相关定理。４.为了空气阻力和火箭自身对飞行距离的影响，还须尽量减
少阻力和保持火箭平衡，所以须给火箭加上整流盖和尾翼。５.牛顿第一定律：由于只有在最初的一小段距离水可以对火箭加速，而后面剩下的很大一段距离火箭靠的是惯性飞行，所以还须考虑惯性定律。
活动地点：
河北科技大学新校区西北操场
活动时间：
初赛： 2012-11-10 决赛： 2012-11-17 参赛对象：
河北科技大学全体在校学生
活动程序：
活动准备：
1.开会讨论：做出详细策划,分配好各环节的工作及负责人,进行活动的审批工作 2.前期宣传： a.由科协宣传部和社联宣传部合作制作图文并茂的活动展牌，置于生活广场进行宣传 b．生活广场全校报名，按同学意愿可分团体和个人报名，报名时为同学讲解，做出样品展示
c.参赛选手在比赛前完成一个水火箭，水火箭的制作靠
同学们在网上查找，同学之间互帮互助，在科技协会社会实践部和科技创作部成员指导帮助下完成，并熟悉比赛规则。d.科技协会裁判员熟悉了解水火箭的制作过程和原理，e.及时通知比赛同学准时参赛。3．准备工作：借用场地，购买奖品及所需物品，打印评分表等 4.所需物品：塑料瓶（1.5升左右）若干，双面胶、胶带若干，剪刀，直尺，记号笔，打气筒等
活动具体流程： 1）初赛
1.赛场布置：十一月十日早晨在西北操场放置三套桌椅，画好比赛起始线，将比赛用到的测量工具和其他材料布置好。2.领导席布置：桌椅的摆放要整齐，水和评分表摆放整齐 3.由活动主持人介绍到场嘉宾和评委。4.由科协人员给各个水火箭编号并随时维持秩序，以确保不发生事故。
由主持人宣布比赛开始，由裁判员宣布比赛规则（详见附录）5．现场划定好发射点界内，参赛者在界内组装，发射； 6．比较发射距离（发射距离是指发射点到落地点的位移，落地点是指水火箭头部第一次着陆点，工作人员会在着陆点插上小旗子）与上升高度（由相应的工作人员测发射到落地的时间）；
7．发射区域是一个120度的扇形区域，现场将划定发射区域内各发射距离的分数段，每10米10分，按百分制算，10分，20.分，??，100分，以此类推，处在同一个分数段的装置评委会根据更精确的位置评定其个位得分，如85，86，87.??火箭降落点如超出左右界限则判为无效； 8．发射准度是指落地点与发射点的连线和中心轴线的偏移角度。现场将划定发射区域内各发射准度的分数段，每5度扣除10分，按百分制算，10分，20.分，??100分，处在同一个分数段的装置评委会根据更精确的位置评定其个位得分，如85，86，87，??火箭降落点如超出左右界限则判为无效，也会有发射距离的限制。9．发射距离和上升高度的得分各占50%，也就是取发射距离和上升高度的平均值。
大赛供应以下器材：
打气筒、橡胶塞、气门嘴、水管、发射架 10.宣布结果：由科技协会办公室人员计算比赛成绩，并宣布
比赛结果，评选出前十名参加决赛 2）决赛（具体流程同初赛）
颁发奖品：此次比赛分一等奖一名，二等奖一名，三等奖两名和鼓励篇二：水火箭活动策划书
第八届大学生科技文化艺术节 暨第二届创意文化节项目
策 划 书
微电子学院
一、活动目的：
为了激发学生学习的积极性，提高学生的动手能力，培养学生的创新思维，丰富学生的业余生活，微电子学院学生生会策划举行《水火箭》，希望通过此次大赛提高学生的创新精神，培养学生严谨的学习态度、科学的研究方法和认真细致的思维方式，进一步激发广大学生对学科知识的热情和兴趣。
二、活动时间：
2012年5月14日（待定）
三、活动地点：
人工草坪
四、参赛对象：
全院学生
五、微电子学院学生会于活动前期准备工作：
指导老师：马镝
备注：1）此次活动总负责人侯国栋、韦文凯； 2）文建部部负责全部物品的购买工作，同时做好经费的记录，主要
为实验用品，礼品及现场的布置物品； 3）社践部邀请院社联文秘部人员及各社团负责人一同观看此次比赛的情况；
4）文建部向各分院学生会协调下参赛人员的报名工作； 5）每个部门负责到各分院的班级宣传；
六、竞赛内容及活动流程：
本次竞赛面向全院学生，各分院推选3人组成代表队参加比赛。竞赛内容主要包括一系列的实践项目，各代表队必须通过团队协作按要求限时完成，再根据完成情况评选出一、二、三等奖、最佳创意奖及最佳结构奖。具体活动流程如下：
1、前期宣传
（1）通过学生会宣传本次活动，不仅对本次活动进行了宣传，而且大力营造创新的良好氛围；
（2）通过出海报、拉横幅和喷绘等宣传本次活动，以新颖的画面、版式、内容展示物理知识的丰富多彩；
（3）通过网络媒介宣传，如：校园bbs、论坛、西祠胡同等网络媒介，介绍本次大赛，并对本次活动进行跟踪报道，保证本次活动顺利举行；（4）到各班、各宿舍，在图书馆桌子、食堂上贴一些小标签以及五楼机房电脑桌面进行宣传；（5）辅导员imo宣传；(6)图书馆展板宣传；
（7）商业街大学生创业中心宣传；
2、《水火箭》活动流程：
（1）申请场地，做好前期的准备和宣传工作，保证活动的顺利举行。（2）活动内容：各参赛队伍到达活动现场，主持人致辞后，各队开始比赛。参赛队员用打气筒向塑料瓶中打气，塑料瓶中打气，塑料瓶呈一定角度指向天空，待冲入一定量气体，塑料瓶飞出后，测量飞出的距离。（3）颁奖。
奖项设置：一等奖1名，奖品+证书
二等奖2名，奖品+证书 三等奖3名，奖品+证书 最佳结构奖1名，奖品+证书 最佳创意奖1名，奖品+证书 参与奖10名，奖品+证书
七、活动中注意的问题和细节
1、场地的使用，由于水火箭的制作材料是轻质塑料瓶，因此不会对场地造成损伤，但我们仍会注意，不让意外有发生的可能。
2、人员安排，组织方将协调各参赛队入场顺序，避免造成场面混乱。
八、经费及预算
创新文化节——《水火箭》活动经费预算 通知及宣传资料（横幅、喷绘、等）
技能比赛材料购置 奖品和奖金 一等奖 1名 二等奖 2名 三等奖 最佳结构奖 最佳创意奖 参与奖 评审费 共计
3名 1名 1名 10名 300元 500元
200元 150×2元 100×3元 50元 50元
30元×10 300元 2300 微电子学院学生会文建部 2012年5月14日篇三：水火箭比赛策划
机 械 与 控 制 工 程 学 院
科 技 协 会
策
划
书
水火箭比赛策划书
一、活动背景
为培养大学生设计、制作和创新能力，提升大学生科技素养，倡导科技工作者创新精神，我院科技协会将举办以“科技创新、变废为宝”为主题的水火箭制作大赛。
水火箭制作原理与真实火箭相同，其利用了反冲作用力推动火箭发射。水火箭制作简单，操作易行，利用废弃汽水瓶等材料，真实的实现了节能减排的科学环保理念。
二、活动主题：科技创新，变废为宝
三、活动目的和意义(1)设计制作一个性能良好的水火箭需要用到数学、物理、飞行力学、空气力学等许多知识。完成这一设计和制作任务需要相当的技巧和较强的动手能力。大学生拥有相关的理论知识，通过制作这一模型能够加深知识的理解。
（2）通过举办这次活动学习航天工作者的攻坚精神，不拍困难和挑战，不断研究探索科学的奥秘。
(3)激发大学生创新精神，培养大学生动手能力。(4)宣扬“变废为宝，科技创新”的理念。
四、主办单位
机械与控制工程学院科技协会
五、活动对象
以机控学院学生为主
六、活动时间、地点 4月13号（第七周周六），风雨大操场
七、活动流程
1、活动宣传：
（1）科技普及部负责制作海报一张，要求画面形象生动，易于吸引同学们注意。
（2）综合管理负责设计宣传单、报名表，宣传单要求简易介绍水火箭制作方法，活动规则，作品要求。
（3）4月1号晚自习时间协调学院辅导员到各班到自习室动员同学们报名，现场散发宣传单并展示水火箭模型。
（4）学院公告栏张贴海报。
（5）海报制作，宣传单、报名表设计，水火箭模型制作必须在3月31号之前完成。
2、报名工作：
（1）参赛
单位可以是个人、团体、宿舍形式，鼓励三人为组参赛。
（2）4月1号晚向各班下发报名表，2号晚自习前收回，综合管理部负责统计报名人数。
3、活动准备:（1）由综合管理部负责打印水火箭制作方法并及时分发到参赛人员手中。
（2）由实验室管理部购买提供制作水火箭的必要材料，气塞、气门芯。
（3）科技竞赛部负责制作发射台2座，要求可调整发射角度，适合发射不同尺寸火箭。
（4）比赛用具准备：打气筒2个，测量尺一盘，水桶1个，椅子桌子等等。
4、现场比赛：
（1）工作人员提前1小时到场进行赛场布置。(2)各参赛队员提前15分钟到场进行现场抽签，决定发射顺序，参赛进行分组发射，每两队为一组。
（3）每组发射前有主持人通报参赛队伍，参赛队伍将水火箭安方与发射台，主持人下大发射指令，参赛队开始打气直至火箭发射。
（4）由现场工作人员对每组参赛队发射距离进行测量并记录，测量距离为发射台到火箭第一次落地点。
（5）每组参赛队均有两次发射机会，第一次发射测量完成后拿走自己的作品现场等候下一次发射。
（6）所有参赛队发射完毕后由评委对本次活动进行点评，工作人员统计各参赛队成绩进行公布，主持人宣布比赛获奖队伍，现场颁发证书和奖品。（7）比赛结束。
八、作品要求
1、除气门芯和气塞可购买外，其他材料必须为手工制作，不得使用现成喷嘴口。
2、本次比赛作品要求设计为一级火箭，使用大号饮料瓶。
3、外观设计大方合理，有独特创意和理念。
九、评分标准
评分分三大块，火箭飞行距离占80%，水火箭外观以及参赛对精神风貌占20%，总分100分。
1、水火箭飞行距离评分：为发射台到火箭第一次落地点，精确到0.01m，每米一分。
2、水火箭外形评分:箭体流畅，外形符合真实火箭基本构造原理，有一定创新（嘉宾评委打分)。
3、精神风貌评分：衣冠整齐，介绍本组参赛作品时声音洪亮，语言顺畅(嘉宾评委打分)。
十、奖项设置
一等奖1名 奖金100元+证书
二等奖2名 奖金50元+证书
三等奖3名 奖金30元+证书
优秀奖若干名 奖状
十一、注意事项篇四：水火箭策划书
资源学院 第十一届科技文化节
水火箭大赛
活
动
策
划
书
资源学院团委
科技协会
二〇一一年 三月十日 资源学院第十一届科技文化节水火箭大赛
一、活动背景
大一第二学期，同学们的活动逐渐减少，学习、生活不如一定的单一循环过程，并且活动的积极性不是很高，这样不利于大学生的学习及各方面的素质发展。而水火箭既作为比赛又作为游戏，并具很强的科学实践性，是活跃学院内科技氛围的好项目。
二、目的和意义
继承科技协会的传统项目，扩大同学们的视野，激发同学们的内在潜力和动手制作能力，丰富大学生活，提高其质量，使每个人都能发挥其自身的优点，为以后的发展打好基础。
三、资源需要
已有资源：中国矿业大学资源学院全体师生的大力支持，院团委的高度评价。
待续资源：空闲场地，桌椅，帐篷
四、活动开展
1、将通知各班团支书，班级内统计后，上交至科技协会最终统计参赛队伍。
2、发放所需材料，轻质塑料瓶等
3、作品征集评分
4、于 日，各参赛队伍到达活动现场，主持人致辞后，各队开始比赛。比赛流程如下，参赛队员用打气筒向塑料瓶中打气，塑料瓶呈一定角度指向天空，待冲入一定量气体，塑料瓶飞出后，测量飞出的距
离。
5、排名，颁发奖状
五、活动中注意的问题和细节
1、场地的使用，由于水火箭的制作材料是轻质塑料瓶，因此不会对场地造成损伤，但我们仍会注意，不让意外有发生的可能。
2、人员安排，组织方将协调各参赛队入场顺序，避免造成场面混乱。
资源学院团委科技协会 2011/03/10篇五：水火箭赛徽设计大赛策划书
西南科技大学
第六届水火箭大赛系列之 赛徽设计大赛
策
划
书
国防科技学院文艺部
二〇一二年九月十八日
水火箭赛徽设计大赛 策划书
一、活动名称
第六届水火箭 赛徽设计大赛
二、活动主题
绘水火箭标志蓝图，展西科大科技锋芒
三、水火箭简介
水火箭的特点是不必用任何燃料，它用水和压缩空气作动力，不仅减少了用其他燃料制作火箭的成本，而且也减少了在发射过程中用其他可燃性燃料带来的危险。水火箭是寓教于乐、科技含量高,深受广大青少年喜爱的动手、动脑的科普教材。
四、活动背景
在我们把制作水火箭当成一种锻炼自己的实践能力的时候，在水火箭制作比赛已经风靡全国各大高校的时候，在水火箭制作大赛在西南科技大学逐渐蓬勃发展的时候，水火箭制作大赛更需要特有的赛徽来彰显水火箭大赛的魅力与风采，来赢得更多的学子对水火箭制作大赛的青睐。
五、活动目的为增强同学们对科学文化的兴趣，为培养起同学们浓厚的科技兴趣，为锻炼同学们的动手实践能力，为水火箭制作大赛 在西科办出自己的特色。赛徽是激励大家对水火箭制作的兴趣，赛徽是鼓舞我们制作更有强度的水火箭的动力，这对国防科技学院的水火箭制作大赛由很大影响。
六、活动意义
本次赛徽设计大赛不仅能让更多的人了解到随后的水火箭赛徽设计大赛，更能展现广大参赛人员的创造创新能力，以及增强对相关软件的应用能力。
七、活动对象
学校全体同学
八、主办单位
国防科技学院学生会
九、承办单位
国防科技学院文艺部
学校各个学院宣传部
十、参赛形式
个人参赛或团队参赛（参赛人数小于等于3人）
十一、活动流程
前期准备（宣传）（时间：2012年9月18日至9月25日）1)制作关于此次大赛的宣传海报7张，贴于各个食堂门口。2)会徽设计大赛项目组制作电子宣传图片，在校园网站上宣传。3)制作关于此次赛徽设计大赛的横幅一条，挂在柳池宣传。
中期准备（征集作品）（时间：2012年9月26日至10月12日）1．参赛作品要求
1)体现第六届水火箭制作大赛特色气息与文化魅力。2)作品要具有鲜明的象征意义，构图简洁，富有美感，主题突出，大方明了，适合平面宣传等各种用途。3)整体要求简洁、美观、大方，易于识别和记忆；图案清晰流畅，单色；具有时代感、艺术性和视觉冲击力。具有强烈的可辨性，便于放大或缩小。4)作品的风格、形式不限（电子，手绘等均可），但必须是原创作品。5)手绘的赛徽必须尺度规范，图案清晰。2.参赛作品内容: 内容包括赛徽和含义简介，含义简介100字以上。参赛作品附上姓名，班级，学号，及联系方式。3.作品上交流程: 2)手绘等其他实物形式的作品由各班班长汇总，上交给会徽设计大赛项目组，如有特殊情况，参赛人员也可直接与会徽设计大赛项目组相关人员联系上交。（项目组联系电话：*** ***）4.征集截止日期： 2012年10月12日
后期工作（评选）（时间：10月12日至10月15日）1.评委：评委老师：国防学院学办主任：艾立梅
国防学院团委书记：吴栋
学生评委：将在此次活动主办部门和水火箭制作大赛主办
部门中产生。
2.监察：为防止出现抄袭现象，所有的参赛作品在提交会徽设计大赛
项目组前均进行网上检索，发现抄袭现象一律取消参赛资
格。
3.评分：评委评分实行十分制，选手得分均去掉一个最高分和一个最
低分后计算平均分，为该作品的最终得分，按实际得分确定获奖等级。4.在评选出获奖作品之后，我们将短信形式通知我们的获奖选手。4.评分细则：（共10分）
1）符合水火箭制作大赛的主题以及活动意图 3分 2）设计规范，具有可操作性。
第三篇：水火箭教案
“水火箭”的制作
汤阴一中
袁清力
【教学目标】：
1、培养学生的动手能力及创新思想。
2、提高学生的观察能力及对相关理论的实际应用能力。
3、培养学生的小组协作能力。【教学重点】
1、对“水火箭”理论的讲解。
2、“水火箭”的制作过程。【教学难点】
1、“水火箭”的制作。【教学方法】
讲授观摩与小组协作相结合。【新课内容导入】
我们通过物理知识学习，知道火箭飞行是利用燃料燃烧喷出的气体与空气的摩擦提供动力。它利用的是作用力与反作用力原理，火箭对燃烧气体施加一个向下的作用力，将气体排出：气体同时也对火箭施加一个向上的反作用力，使火箭升空。通过实际生活观察我们知道水也可以提供动力，我们大胆设想一下能不能利用水的力量来推动火箭升空？这就是我们本节课所要研究的内容：“水火箭”的制作。【具体讲授过程】
一、什么是水火箭？ 水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。灌入一定数量的水，利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。
二、理论依据。
火箭的推进是利用火箭燃料燃烧喷出的废气间的作用力与反作用力，火箭对废气施加一个向下的作用力，将废气排出：废气同时也对火箭施加一个向上的反作用力，使火箭升空。
水火箭则是利用压缩空气与水的作用与反作用，当水被向后喷出时，可乐瓶及瓶内的空气就受力向前冲，从而使箭体升空。
三、制作过程
1、所需材料:
2升装的可乐空瓶2个（可乐瓶要带盖，当然可乐瓶可大，也可小，但是2个可乐瓶要一样大小）、防水胶带、透明胶带、厚卡纸、装饰纸和橡胶塞。
工具：剪刀、手工钻、发射架。
2、设计图：
3、制作动力舱：
用一个可乐瓶，这个可乐瓶不能漏气。检测方法：只要对着可乐瓶吹气，气没有泄漏就行，无需加工。
4、制作发射舱： 取一个完整的可乐瓶，截取可乐瓶的前半部（瓶口向下最宽处），再把它首、尾套起来，然后用胶带粘牢；把可乐瓶的中间部分，套入动力舱的尾部，用胶带纸粘牢。
5、制作火箭头： 用硬塑料板或硬纸板（表面要尽可能光滑以减少阻力），根据可乐瓶口的大小绕成一个锥形，套在发射舱可乐瓶的瓶口处，用胶带粘牢。检查发射舱、动力舱是否成一直线。
(将火箭头与压力槽的底部相连接，然后置于平坦之桌面上或地面上滚动，看看滚动情况是否平顺，若平顺，则以防水胶带加以固定。)
6、美化火箭体： 用彩纸美化
注意：用彩纸装饰箭体，美化火箭体时，不要把整个火箭体全部贴满，要留一条1㎝宽的缝隙，以备发射时观察水位用。
7、制作尾翼：
先用较厚的有一定硬度的16k大小的卡纸或硬塑料纵向对折，在上面画出7×8㎝的长方形，沿线剪下，再在靠近折缝的那边剪去一个角；然后在折口处向外反折出1厘米，作为尾翼与火箭体粘接的地方。好！一片火箭尾翼做成了，再做同样大小的三片，共四片（也可以是三片）。
8、整体安装：
将“水火箭”按照“火箭头”→“发射舱”→“动力舱”的顺序对接在一起并用胶带粘牢固，将尾翼均匀的粘在“动力舱”的周围。
四、发射过程。
1、发射原理
甲对乙施力，乙必同时对甲施加大小相等方向相反的反作用力，这就是牛顿第三定律。水火箭就是利用这个原理升空的。
将可乐瓶加水1／3，以装有气针的橡皮塞塞住密封后倒立，并用打气筒打气。因固定的体积内，装入的气体越来越多，瓶内气体压力越来越大，终于冲破封口，水受力向下喷出，可乐瓶因而受反作用力向上加速飞行。
2、发射流程 “加水”→“打气”→“发射”→“飞行”
注水：往瓶中注入1／3的水，拴上带有气针的橡皮塞；用打气筒的出气口与气针拴紧。打气： 因为“水火箭”的动力来自瓶内水瞬间爆射，因此要求打气时尽可能频率要快，更不要中间停顿。
发射：将水火箭套上发射架，矫正后套上火箭头，注意尾翼不要受到发射架蹭刮。用打气筒连续打气至橡皮塞自动脱落，火箭凭强大的反冲力迅速上冲。
3、“水火箭”发射过程的相关原理
施放程序
加水
打气
发射
说 明
提供质量以增加动量
利用水火箭内外空气压力差，产生作用力
利用动量守恒及作用力与反作用力使水火箭
前进
飞行 主要以冲力、地心引力及空气阻力为受力来
源。相 关 物 理 名 词
动量守恒
气压
作用与反作用力
动量守恒
气压、拋体运动、万有引力、摩擦
力
五、影响实验效果的几个要素：
1.水火箭的竖直升高高度与瓶内水位关系。
气压与射程成正比．这是因为气压越大，喷水的力量越大，水火箭的冲量越大，水火箭做反冲运动．质量越大，所需提供的动量就越大，当质量一定时，速度越大动量越大．而提高速度的方法是提高单位时间喷水量．所以，只有当水火箭内的气压与水量适当时，才能飞地更远更高．通过实验得出，当经过多次试验，发现最有效的水量是瓶体容积的1/4到1/3。
2、发射轨道对射程的影响。最佳发射仰角45°~50°之间时，可以达到最大的射程．
3、箭头重量对发射轨道的影响
重心正好位于首尾中点，即水火箭的重心和几何中心重合时最好！未加前置填充物的弹头，因受到尾翼质量的影响，重心明显偏后．这时候，因为物体旋转时的中心为重心，所以我们可以把重心G当成支点，则在只受重力的情况下弹头即成一个以G为支点的平横杠杆．在飞行时，弹头A与弹尾B将受到相同的风阻影响，但由于力臂不同（AG＞AB），所以A点所产生的力矩大于B点，故水火箭即会旋转影响航道．所以我们必须放前置填充物，将重心G向A移动，使力臂AG＝BG（即水火箭的中点），这样A、B产生的力矩才会相同，达成平衡．
4、瓶体的选择。
“水火箭”飞行是依靠爆射瞬间所获得的惯性，而空气的阻力是影响射程的最大因素。因此在火箭主体的选材上应以细长的圆柱形为宜，如500ml 类的可乐瓶，而更大容积的可乐瓶子并不是很适合。另外火箭头尽可能的变成细长的“圆锥形”，这样飞行时受到的阻力最小。【课堂小结】 本节课，我们观摩制作了一只“水火箭”，讲解了“水火箭”的制作原理，“水火箭”的具体制作过程，“水火箭”的发射过程及影响实验效果的几个因素。同学们通过本节课的学习要学会自己制作“水火箭”，提高自己实际动手能力及将课本理论转化为实际操作的能力。
第四篇：水切割的原理及应用
水切割的原理及应用
科目：先进制造系统导论
专业：机械设计制造及其自动化
学号：110606423
姓名：XXX
水切割的原理及应用
摘要：
水切割也称水射流切割或水刀切割。高压水射流切割是一种特殊的加工方法。它利用增压器将水加压，达到10MPa一400MPa甚至更高的压力。水获得压力能，再从细小的喷嘴喷射而出，将压力能转换为动能，从而形成高速射流。切割正是利用这种高速射流的动能对工件的冲击破坏作用，达到切断、成形的目的。
高压水射流既不同于传统加工的铣、刨、磨、削，也有别于一般的剪切和冲裁。它属于高能切割。高压水射流切割就是把高压水射流的动能作为切割能，对材料进行冲蚀和挤压、破坏，以达到切割的目的的一种新工艺。它最大特点是非热源的高能量射流束加工，切割过程中无热产生，故可以切割所有的金属和非金属材料，特别是各种热切割方法难以切割的材料。具有：切口快、切口平整、无尘埃、无热变形、无污染、减少材料浪费等特点。可切割：钛合金、铜板、钢板、铝板、铸铁、花岗岩、大理石、瓷砖、化纤、木材、布匹、纸张、皮革、塑料等材料。已应用于航空、军工、石材、建筑、装潢等精加工领域。
关键词：水刀，超高压，高能量，安全，成本低，无污染，高速度，精加工。
水在人们的概念里往往是“柔”、“软”的代表，然而自古就有水滴石穿之说。以柔克刚水滴石穿给水赋予了新的定义，如今利用柔软的水也能够进行切割物体了，不论是纯钢的钢板还是坚硬的石头，在水刀面前变得轻而易举。
高压水射流加工技术正是利用与水滴石穿相同的原理，把动量加大，缩短时间，达到断石、断铁、切割的目的。人们在很早的时间就开始利用很高压力的水进行材料的加工和切割。1870年前后，美国在加利福尼亚的金矿中用增压后的水流开采矿石，俄国人也曾用水采煤。在上世纪60年代，密苏里大学林业系的诺曼·弗朗兹教授发明了高压水射流的切割实验装置。该装置的核心是一个单缸增压器，压力可以达到344.7MPa(s000opsi)，用这样的高压水可以来切割木材。这一装置引起包括著名的依格所尔公司在内的许多压力设备制造商和研究单位的兴趣。
1971年第一台商用水切割试验机在杰克逊的阿尔顿纸品公司投入应用，用于切割层压纸 管，并且可以在纸管上切出各种形状。高压水切割技术的真正的商品化应用是上世纪80年代初洛克韦尔飞机公司用水切割机来切割BI轰炸机的钦合金零件，可以节约成本50%。目前许多国外的公司用高压水切割各种材料，甚至用于军舰制造。
普通的加工方式即利用硬度较强的金属制作刀具，在主轴的高速转动下带动刀具进行切割多余材料来达到加工目的，然而由于，这种方式是用硬的材料来切软的材料，那么较硬的材料采用这种方式就会比较难加工，况且加工过程中，产
生大量的热量，经常会导致工件的热变形，影响加工精度，直接接触切割也容易导致刀具的磨损，使刀具使用寿命降低，在加工过程中的冷却液也会造成加工质量的不稳定，增加相应制造成本，造成环境污染。
高压水射流足以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束，具有极高的能级密度。一些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现，大大提高了其切割、剥离、破碎能力，更进一步拓宽了水射流技术的应用范围，可用于清洗、清理、切割、注水钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业，具有清洁、无热效应、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特点，超高压水刀的基本技术既简单又极为复杂。当水被加压至很高的压力并且从特制的喷嘴小开孔(其直径为0.1mm至0.5mm)通过时, 可产生一道每秒达近千公尺(约音速的三倍)的水箭，此高速水箭可切割各种软质材料包括食品, 纸张, 纸尿片, 橡胶及泡棉，此种切割被称为纯水切割。而当少量的砂如石榴砂被加入水射流中与其混合时, 所产生之加砂水射流, 实际上可切割任何硬质材料包括金属, 复合材料, 石材及玻璃.超高压水刀也可使用于各种不同的工业表面处理应用如船身清洗及汽车喷漆设备清洗.水射流切割机包括四个基本组成部分:压力发生装置提供切割动能，如:高强度的加压泵、蓄能器:水供给装置，如过滤器、输送管线;切割装置，如:控制阀门、喷嘴等;回收装置等。有的还具备精确控制装置;磨料供给装置等。
水射流技术特点
较之激光、等离子、线切割等传统的切割方式，水射流切割技术确实有其独特、显著的优势：
1.切割品质优异：水射流是一种冷加工方式，‘水刀’不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的组织结构不会发生变化，也几乎不存在热和机械的应力与应变，无需二次加工，无裂缝、无毛边、无浮渣，因此其切割品质优良。
2.几乎没有材料和厚度的限制：无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等，或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、纸张及复合材料，皆可适用。
3.节省成本：水切割所产生横向及纵向的作用力极小，不会产生热效应或变形或细微的裂缝，不需二次加工，既可钻孔亦可切割，降低了切割时间及制造成本。
4.清洁环保无污染：在切割过程中不会产生弧光、灰尘及有毒气体。操作环境整洁，符合严格的环保要求。
5.便于实现一机多能和自动化、数控化：高压水射流是全方位点切割器，无硕万孔，可以在任意点切割，切出任何复杂的形状。因此对程序化和数控操作十分便利。另外采用CAM或CAD控制加工，可以达到高精度，重复加工能力强。6.优化材料的利用率。由于射流切口小、切割可以精确控制，因此样板可以嵌套或者相切排列，充分利用每一块材料，减少废料。
7.加工能力强，可以加工不同材质的工件;硬质材料的加工厚度达6’‘;可以加工某些难以用传统加工方法切割的材料。
水刀的分类
两种水刀是指纯水水刀和加砂水刀。纯水水刀是最早的水切割方法.第一次商
业应用始于二十世纪七十年代中期，用于切割瓦楞纸板。纯水水刀最大的应用是切割抛弃式尿布、棉纸和汽车内饰件。对于棉纸和抛弃式尿布，与其它技术相比，水刀技术在材料上留下的水分最少。
纯水水刀的特点
非常细的水流（常见直径范围：0.004至0.010英寸）非常详细的几何形状 非常少的材料切割损失，切割时不产生热量，切割厚度可以很大也可切得很薄，切割速度快，能够切割软、轻质材料（例如厚达 24"的纤维玻璃绝缘材料），极小的切削力，夹具简单，每天 24 小时的连续运行。
加砂水刀与纯水水刀只有几点不同。在纯水水刀中，由超音速水流侵蚀材料。在加砂水刀中，由水射流加速砂料颗粒，然后由这些颗粒（而非水）侵蚀材料。加砂水刀的能力比纯水水刀强大成百上千倍。纯水水刀和加砂水刀都有其用武之地。纯水水刀可切割软质材料，而加砂水刀则切割硬质材料，如钢材、石材、复合材料和陶瓷。使用标准参数的加砂水刀能够切割硬度等于（甚至稍稍超过）氧化铝陶瓷（常常称作矾土，AD 99.9）的材料。我们将在下面介绍加砂水刀的特点，以及加砂水刀切割刀头的工作方式。
加砂水刀的特点
水流细（直径 0.020 到 0.050 英寸），可切割非常复杂的几何形状，薄材料切割10 英寸厚度切割，堆积切割，材料切割损失非常少，夹具简单，切割力小（切割时低于1磅），对几乎所有加砂水刀作业都只需设置一次，可方便地从单切割刀头切换到多切割刀头，可快捷地从纯水水刀切换为加砂水刀，减少了辅助操作，毛刺很少或无毛刺。
水切割的不足之处
1、高硬度的材料，诸如钢、金属陶瓷、高强度复合材料、坚硬的岩石纯水射流不能切割;而磨料水射流存在喷嘴磨损和切割成本大的问题。
2、高压水射流的设备成本比其他切割方法高。
3、在一些应用中，与激光切割、等离子弧切割、线电极电火花切割等方法比较，存在进给速率低、加工精度差等不足。
4、在切割过程中，影响切割质量的参数多，条件复杂，有时切割导致断面分层和条纹。
水切割的发展
目前从事水射流加工技术研究和应用的国家己超过四十个:主要有美国、俄罗斯、日本、德国、瑞士、英国、法国、加拿大、澳大利亚、印度、韩国、新加坡等国。我国高压水射流技术的研究和应用，通过几年来的发展，取得了许多令人瞩目的成绩。
国内的大连理工大学、石油大学、中国矿业大学、南京理工大学等几所大学和机械部济南铸造锻压机械研究所、机械部通用机械研究所、航空工艺研究所等研究机构，先后开展了水射流加工技术的研究。通过全国性学术交流和许多学者的努力，我国的水射流理论水平也不断提高。
我国的水射流技术起步于上世纪50年代，主要用于采矿业。到1980年以后，开始引进超高压水射流设备，进行仿制和自主的研究开发，用于航空复合材料的切割。同时，在船舶工业，水射流主要用于清洗、除锈。1993年我国正式推出第一台国产高压(最大压力392MPa)磨料水射流切割设备。自上世纪90年代开始，我国的高压水射流设备发展很快，从小功率到大功率、从单机到成套设备、从高压到超高压，从通用设备到专用设备，新产品不断开发，促进了高压水射流技术在国内的应用。
水射流技术的应用范围和领域十分广泛。一般包括工业切割、挖掘、开采和钻探、岩石切割和掘进、表面清洗、材料破碎等。
水射流技术在切割方面的应用
水射流应用于造纸业、橡胶业，而加砂水刀则可应用于石材业、陶瓷业、航空航天业、汽车制造业、金属加工业。尤其值得一提的汽车制造业，随着近几年中国汽车业的迅猛发展，国内外各大汽车生产厂商产值的扩大，车型的不断更新，生产周期的缩短，对配套的汽车内饰件（如汽车地毯、仪表板、顶蓬等）厂家来说，早期手工加工汽车内饰件的切边及打孔的方法、由于效率低下、产品精度差、劳动强度大，显然已不能满足当前汽车业发展的需求。此时，与机器人相结合的的水射流设备脱颖而出。高压水管以螺旋形绕在机器人手臂上，利用机器人手臂和手腕可使水射流头的喷嘴快速沿直线或弧线运行，达到3维加工内饰件的目的。
水射流技术在工业清洗方面的应用
水射流技术可应用于汽车业喷漆房清洗、石化业热交换器内外管清洗、飞机跑道的橡胶清洗、工业上除锈防蚀工程表面处理、航天工业引擎零件清洗、核能发电厂清除辐射污染等。近几年，国外已有公司通过超高压技术，将其应用于食品杀毒达到食品保鲜的目的，并成功打入食品保鲜行业（如美国著名的HEMELL公司已使用超高压设备进行食品保鲜），取得了良好的口碑。水射流可用来清洗汽车、高层建筑物、飞机场跑道、化工厂换热器等，近年来这类业务发展迅速。各种清洗机和清洗设施相继问世，并大量投放市场，各种清洗公司和服务公司也相继成立，为用户提供服务。
美国密苏里•罗拉大学的最新研究表明，高压水射流在使用上还有很大潜力，它可将煤粉碎成细小颗粒，以便进行清洗和生产清洁的燃料，还可用水力制浆法分离木纤维。
2002年，美国FLOW公司将超高压技术带入了一个革命性的阶段，发布了最高压可达87000mpa的超高压水射流设备，在大大提高了生产效率的同时，使用成本也较之以前下降40%。随着对水射流技术不断研发、提升、应用，其发展和使用前景将无可限量。
参考文献：
戴庆辉主编.先进制造系统
机械工业出版社，2006 王润孝主编.先进制造系统
西北工业大学出版社，2001 王细洋主编.现代制造技术 国防工业出版社，2010 美国卓越制造协会主编.绿色制造 人民邮电出版社，刘光复主编.绿色设计与制造 机械工业出版社，2010 沈向东主编.柔性制造技术 机械工业出版社，2013 朱晓春主编.数控技术 机械工业出版社，2006
2010
第五篇：水火箭比赛总结
水火箭比赛活动总结
随着最后一组学生的水火箭发射——升空——落地，水火箭比赛终于结束。水火箭比赛得以顺利进行，有赖于学校领导的大力支持、同事们的精诚合作、班主任们的积极发动与配合。由于是第一次，所以既感到有收获，也觉得有遗憾——遗憾是另一种收获。以下对本次活动作一个总结，目的是为了以后能更好地开展这个活动。
首先，好的方面。
第一，活动的策划、组织过程是有序的，是一个依照计划按部就班的过程。虽然是第一次组织这项活动，但从实施计划开始，每一个步骤都进行得比较顺利。例如学生的发动、材料的购买、几次学生培训、两个下午一个第八节的试射、比赛日时间的调整、场地的安排等等，没有出现什么纰漏。
第二，老师们分工协作，非常配合。在科技节开始时，叶展雄老师就跟我说：由于科技节活动内容比较多需要花费较大的精力，所以水火箭比赛的工作主要由我承担。本着锻炼自己提升自身教育教学水平的思想，而且在八年级社团活动时我带着学生也制作过水火箭，于是就答应下来。从查找资料，到宣传动员，到学队员报名，到联系（相关材料的）卖家进行材料购买，到水火箭的制作辅导、学生资料的登记，直至主持比赛等等，做了大量的工作，此外还有叶展雄老师、张占光老师、高峰老师等等给予很多的帮助和指导，有了这些老师的帮忙，设置场地、计分、安全、参赛学生的组织、裁判、评审等方面工作都得到了保证。第三，很受学生欢迎。水火箭比赛既可以活跃学生身心，丰富校园生活，同时也是一个提倡爱科学、学科学、用科学的良机，因此这是一个很有意义的活动。
其次，发现的问题和改进设想。
第一，水火箭的质量问题。由于此前没有制作水火箭的经验，导致比赛中不少水火箭的制作质量有问题，不能顺利完成比赛（无法得分）。主要故障原因有：
1、部分箭体用大可乐瓶，由于我们的培训及试射过程都是以500ml瓶为标准的，所以用大可乐瓶的小组得到的相关指导不足或有误（套用小瓶的参数），结果发射时动力不足或方向失调。改进设想：明年统一用500ml瓶。
2、尾翼安装太靠前或尾翼过小、尾翼用材过软，造成方向性差及速度偏快，明年要加强该方面的指导。
3、有两个小组用不合格的其他饮料瓶，规定必须用雪碧或可乐500ml瓶。
第二，侯赛、比赛选手的安排不够细致，造成有点乱。明年安排选手在在比赛区外侯赛。或者划分出一个更大的区域，参赛学生坐下来，未经点名不得离开，赛完必须及时归位。无论采用哪种方案，都要跟学生强调纪律性，包括发射后捡火箭也必须听指令等。本次活动这方面不细致，需要吸取教训并改进。
第三，赛程安排过慢，可以更紧凑。比赛结束后叶展雄组长告诉我说如果能四支火箭一组发射，发射完后四个小组一起捡火箭，下四组准备——这样赛程会更紧凑，我觉得很对，所以明年我们会再买两个发射架，感谢领导的支持！第四，得分要求太高，造成不少小组0分，打击了学生的积极性。比赛后段张占光老师就跟我提到了这个问题，非常感谢，我们明年应该就此作出调整。
第五，由于科技节开始时已经是11月中旬，水火箭制作培训，网上购买材料，水火箭测试等原因时间拖的有点长，天气渐冷导致比赛当天天气很冷，水火箭发射完后地面上都结了冰，有学生因此而感冒的都有，希望以后能早点举行比赛，最好在夏天。
第六，由于前面的原因，赛程拖得过长，所以总结、颁奖只能延后。
第七，安全方面。出现了两次水火箭飞向人群的事例，主要是水火箭的制作质量问题，明年要加强指导，做好赛前排查，有问题的必须重做，否则不允许参赛。
第七，在组织工作方面还有不够，应该发动物理组更多的老师进行协助，使工作开展起来更淡定、有序。
初步总结就发现以上方面，可能有一些我看不到的方面，如果有机会可以向更多的老师和领导请教，看看他们对这次水火箭比赛的评价和意见，那么在众人的帮助下就可以把以后的活动组织得更好！
2015.12.30
李广平
榆林市第一中学分校第三届“科技节”
水火箭比赛活动总结
2015年12月30日
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