趣味无穷！制作并发射一个小巧又简单的水火箭
瓶装水火箭是一项非常适合暑假自由研究的实验，也是一个你一定要亲自体验的推荐实验。通过改变瓶内水的量，你可以观察到飞行距离的变化，或者在发射后火箭内部形成云雾的现象，这些都是充满趣味和惊奇的发现。此外，它也被称为“水火箭”，是一种通过向后喷射水来飞行的环保、安全的火箭。市面上也经常有套件出售，而这次介绍的，是一种可以自己动手制作的瓶装水火箭！
这款500毫升的小型瓶装水火箭，制作简单、成本低廉，却充满视觉冲击力！它是为小学生、初中生和高中生开发的，不仅安全，而且可以飞得很远，保证会让人感到震撼！通过它，你可以亲身体验科学的乐趣。这个小型瓶装水火箭使用两只500毫升的瓶子制作。由于体积小，制作完成后携带和存放都非常方便。相比用1.5升瓶制作的火箭，它更轻便，也更易操作。
可能有人会想：“可是，小型火箭不会飞得很远吧？”实际上，它的飞行能力超乎想象！只要操作得当，可以飞行超过20米，有时甚至超过30米！我每年在课堂上都会带学生制作，有些学生甚至能让火箭飞出超过30米的距离。这个距离足够让大家尽情享受制作和发射的乐趣，同时因为小型，携带也非常方便。在公园或学校操场上发射，是再合适不过的距离了。下方还附有实际发射的视频。
顺便提一下，下方介绍的1.5升瓶装水火箭套件，如果操作得当，也能飞行超过30米。但携带起来比较困难，而且如果场地不够宽敞还存在安全隐患，不太方便随时发射。因此，小型火箭更为推荐。
瓶装水火箭不仅仅是好玩而已。它还是理解 #动量守恒 、#作用与反作用定律 、#绝热变化 以及 #云的形成 等科学原理的绝佳教材，无论是小学生、中学生、高中生还是成人，都能在玩乐中学习，并培养对科学的兴趣（详细讲解在下方总结）。
那么，接下来就让我们开始介绍具体的制作方法吧！
科学配方
所需材料
＜火箭主体所需材料＞
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塑料瓶（500ml）×2（※ 如果用纸制作尾翼，只需1个瓶子即可，详情请见下文）
一个瓶子用作储水的推进罐，另一个用作尾翼。特别注意，作为推进罐的瓶子必须使用碳酸饮料瓶，因为碳酸瓶的塑料比普通瓶更坚硬、更耐压。
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胶带、吸管、美工刀、剪刀、双面胶、划孔器、木板、钳子、6号或7号橡胶塞（6号最合适，7号也可，手工材料店可买到）
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打气筒针（喷嘴套装）※购买时请注意与自家打气筒的接口是否匹配，可在五金店或网购购买
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亚马逊：球类打气筒
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乐天：molten 手动打气筒（含2针） MCAR2
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安全护目镜
＜发射台所需材料（由老师或成年人准备一套即可）＞
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衣架、打气筒（最好带压力表）、椅子
火箭主体制作
1. 切割火箭头和尾翼
整个制作过程大约需要50分钟。首先如图所示，在虚线处切割，切出火箭头（A）和作为尾翼的部分（B）。切割方法如下：
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用一只手固定塑料瓶，另一只手持美工刀，将刀刃垂直置于瓶子表面，从上方压入，先开一个小孔。
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将剪刀尖插入小孔，旋转剪切出所需形状。
这样小学生也能安全操作。A部分为火箭头，B部分中间的塑料可以制作两片尾翼。小学生操作时，①步骤必须有家长陪同。
2. 制作尾翼
仔细观察B部分的圆柱形塑料，会看到两条薄线。
先用手沿薄线压出折痕，然后将塑料板上下夹在木板间，用身体重量压平。
压平后，取出塑料板，进一步压扁两侧。由于需要用力，小学生请在家长帮助下操作，可用木条辅助，也可用脚踩压。
接着，用尺子量出上方10cm处切割（步骤2）。
在左上4cm、右下4cm处用油性笔做记号，再用直尺画斜线（步骤3），沿线剪开（步骤4）。打开尾翼，在折叠部分下方1cm处切开（步骤5），再将折叠边翻折（步骤6）。
在尾翼之间贴上双面胶，固定牢靠。为了防止割手并让尾翼更美观，可在周边贴上胶带（步骤7）。
3. 安装各部件
将另一只未加工的储水瓶底部安装上切割好的A瓶头（火箭头），用胶带绕一周固定。
用胶带固定尾翼的折叠部分。
最后，在尾翼之间插入吸管，火箭主体完成。吸管在发射时起到保持火箭姿态的重要作用。
4. 制作进气口
制作火箭动力的进气口：在6号或7号橡胶塞中心用划孔器打孔。需要用力，小学生请务必在家长帮助下操作。
将橡胶塞立在木板上，划孔器垂直压入打孔。操作需小心，以免受伤！在孔中插入打气针，也需要用力，针尖露出橡胶塞即可。
根据针的长度，可能需要稍微剪短橡胶塞。7号橡胶塞会更紧密地固定针头。
制作发射台！
下面介绍如何制作发射台。在学校里进行实验时，并不需要每个学生都制作发射台，一到三台就够了。例如班上有40名学生，只需准备3台发射台，大家可以轮流发射，非常方便。使用钳子将衣架按图示切割（需要用力！）。只需图中黑色部分，其他部分可以丢弃。
衣架可用钳子切割，将钳口对准切割位置。由于需要用力，小学生请在家长帮助下操作。
切割好的部分固定在椅子等支撑物上即可。
注意：衣架的尖端可能很锋利，家长应适当打磨或用胶带包裹，以确保安全。在理化实验室操作时，也可以用支架固定，照片下方显示的就是支架臂。
发射火箭！
往储水瓶中加入少量水，用橡胶塞封住。水量的多少非常关键，可以在发射中尝试不同量，观察飞行效果。将火箭的吸管套在发射台的衣架上，做好准备。
然后使用打气筒向储水瓶充气。当压力升高到一定程度时，橡胶塞会被顶开，火箭随即飞出！
步骤示意：
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设置火箭…
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打气…发射！
发射时，如果老师扶住橡胶塞，可以避免反作用力让橡胶塞飞出，从而使火箭飞得更远。这也是引导学生思考“为什么火箭能够飞”的好机会。
实验
在发射火箭时，可以尝试改变瓶中水量，观察飞行距离的变化。什么水量和发射角度最合适呢？
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水太少：推进力不足，火箭飞不远。
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水太多：瓶内仍残留大量水，火箭也无法飞远。
这是进行自由研究的好机会。高中生可以结合下文提到的动量守恒进行深入思考。
发射角度也是一个关键因素。我用 Scratch 制作了发射模拟程序，可以试试看。理论上，最大飞行距离的理想角度为45°，但实际由于空气阻力，最佳角度可能会小于45°。通过实验可以验证结果。
此外，发射后的火箭瓶内部可能会出现白色“云雾”，这是因为绝热膨胀导致瓶内温度下降。为什么温度会下降？这也是一个值得学生思考的科学问题。
注意事项
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实验过程中会弄湿，请注意保护衣物。
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不要为了让火箭飞得更远而用力塞紧橡胶塞或增加充气次数。
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本自制火箭的橡胶塞设计为会自然弹出，因此相对安全，但市售套件或高压操作可能有危险。塑料瓶可能存在肉眼看不见的裂纹，高压下可能爆炸。使用套件时务必戴安全护目镜。
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不可随意增大内部压力。发射压力应控制在4个大气压以内，建议使用带压力表的打气筒。
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请在空旷无人的地方发射火箭，以防意外碰撞造成伤害。
用纸制作翼可以节省时间！
在学校课堂上进行实验时，如果只有50分钟，用上面的方法可能来不及完成。这里介绍一种更简单的做法：用厚纸制作火箭翼，这样只需30分钟就能完成火箭制作。可以使用手工用画纸，纸上通常会预先印好格线，任何人都可以轻松、整齐地加工。
例如，这种画纸大约160日元有5张，每张可以制作8片翼。如果每个火箭需要安装两片翼，那么一张画纸就可以满足4名学生的需求，5张画纸就可以制作20个火箭。翼的展开图如下所示：
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实线表示切割位置，虚线表示折叠位置。
学生可以用尺子和笔在手工画纸上制作翼。
完成后的翼如下图所示：
制作完成后，将翼安装到火箭上。
用胶带进行加固后，效果如下：
这次为了节省时间，翼只做了两片，但也可以做三片或四片，这样同样可以在短时间内完成制作。
例如，如果中一到中三的10名学生参加，从开始制作到完成，大约只需30分钟；加上发射，整个活动大约一小时就可以结束。