邓亮亮 李振雄
(华南师范大学物理系，广东广州 510631)
三级水火箭是在一级水火箭的基础上发展而成
防卫器
的，它更加真实地再现了火箭的升空过程，有助于学生对火箭的发射原理的理解，可作为学生课外实验之用，并能激发学生学习物理的兴趣.1 结构及原理
三级水火箭(图1)是根据动量守恒定理制作而成的.，第一级与第二级之间的连接系统受压膨胀，使连接系统与第二级1饮料瓶 2连接系统 3气嘴 4导航翼 5铁架台 6打气筒
7控制器
束线带图1
紧密连接，在达到一定压强时，向第二级充气；同理，当第二级达到一定气压时，向第三级充气；直到第三级水火箭充入足够的气压.这时松开控制器，第一级水火箭里面的水由于受高压的作
用，把活塞冲开,
产生一个很大的
反冲力，这个力远
大于重力，这时可
看做动量守恒:Mv -mu =0.(M 为除去喷出来的水后的水火箭的总质量,m 为第一级喷出的水)
第一级里的水喷出后，它里面的压强很快与大气压相等，连接系统收缩
，与第一级一起被第二级里的气压喷出，实现第一级的脱落，同时第二级里面的水也被图2喷出，水火箭再次获得反冲.同理，当第三级里面的水喷出后，水火箭第三次作反冲运动.
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(1)一级进气系统
一级进气系统是由一
个3号的胶塞和带小胶管的气门芯嘴构成的，如图2所示. ktkp-073(2)给第一级的顶部挖孔，并刚好能放入气门芯嘴(不带小胶管)，如图3所示.然后再加上胶塞和气嘴的
图3 图4连接
系统图其余部件.
(3)连接系统(图4)
用变速跑车的内胎，截出三段相同长度(12cm 左右)，将它们嵌套在一起.
在连接系统的顶部放入套着胶塞的气嘴(带小胶管)，胶塞要磨成与内胎的孔径差不多大，并在胶塞上刻出两条痕，方便以后用铁线扎紧.
而在第一级顶部处的气门芯嘴也用胶塞套紧.如图5所示：气嘴.
图5第一级 图6
(4)扩口
由于内胎的孔径比瓶口的孔径要大，因此需把第
二级的瓶口扩大
.方法如图6所示.
用酒精灯将瓶口均匀加热，然后用通径略大于内胎口的木棍对瓶口进行扩口.
(5)用同样的方法给第二级加上连接系统；而第三级只进行扩口处理.
(6)最后，用可乐瓶的空壳将三级水火箭连起来，并给它加上导航翼、圆锥顶和降落伞.导航翼与圆锥顶都可用可乐瓶的空壳做成，导航翼可将空壳剪成梯形，而圆锥顶则可将空壳剪成扇形，然后将它们折叠起来即可.
3 演示
按装置图装上适量的水，一般第一级的水大约为250m L ，第二级为100m L ，第三级为70m L ，然后将各级接在一起，给第一级加上中间开口的瓶盖(控制器)，用来控制打气的次数，然后放在铁架台上，开始打气.打气速度要均匀，当第三级里面充有足够的气压时，松开控制器，水火箭即可飞入蓝空，并实现一级一级脱落.
(收稿日期:2002-04-30)
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13—第23卷第9期 物 理 教 师
V ol.23N o.9 2002年 PHY SICS TE ACHER防潮密闭门
(2002)
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