初中鲁教版（五四学制）（2024）跨学科实践 制作“水火箭”学案设计

这是一份初中鲁教版（五四学制）（2024）跨学科实践 制作“水火箭”学案设计，共4页。学案主要包含了学习目标，课前预习，探究新知，当堂检测等内容，欢迎下载使用。
1.能理解水火箭的基本原理及从能量的角度认识火箭的发射过程。
2.搜集各类火箭的资料，了解燃料火箭的结构和工作原理。
3.经历设计、制作、测试和改进水火箭的完整过程，学会运用科学探究的方法。
4.了解我国火箭的发展历程，体会火箭对我国航空航天事业所起的重要作用，培养对航空航天领域的热爱，体会科学与生活的紧密联系，增强对物理、数学等学科的学习热情。
【课前预习】
1.你们见过真正的火箭吗？火箭一般都有长长的_______，尖尖的______，还有像小鸟翅膀一样的__________。那你们猜猜水火箭是不是也有这些部分呢？
2.大家想一想，当我们用力挤压一个装满水和空气的瓶子时，会发生什么情况呢？这和水火箭发射有没有相似之处呢？
3.以下关于水火箭结构的说法，正确的是（ ）
A. 只需要一个大大的瓶子就可以了，不需要其他东西
B. 有火箭头、箭身、尾翼等部分，每个部分都有它的作用
C. 水火箭就是一个普通的瓶子，不用讲究什么结构
【探究新知】
探究点一：了解火箭
1.了解我国火箭的发展历程。
2.搜集各类火箭的资料，了解燃料火箭的结构和工作原理。
探究点二：设计与制作“水火箭”
1.了解“水火箭”升空的原理。
2.设计并制作一个“水火箭”
根据课本 “探究实践”设计并制作一个“水火箭”。
思考：调整“水火箭”内的水量、装置的密封程度等，哪种情况下“水火箭”飞得更高，为什么？
3.交流评估
与同学交流在设计和制作“水火箭”的过程中遇到的问题和解决的方法；如何改进“水火箭”，让它飞得更高。
【当堂检测】
1．水火箭的基本结构包括（ ）（可多选）
A. 火箭头B. 箭身 C. 尾翼 D. 一个大瓶子就够了
2．水火箭发射的原理是利用（ ）产生反作用力。
A. 水和空气的压力 B. 重力 C. 魔法
3．请简单描述一下水火箭尾翼的作用。
4．如果你要制作水火箭的箭身，你会选择什么样的材料，为什么？
参考答案：
【课前预习】
1.箭身 火箭头 尾翼
2.当用力挤压装满水和空气的瓶子时，瓶内的空气会被压缩。由于水几乎不可压缩，增大的压强会将水从瓶子的开口处挤出。如果瓶子的开口较小，水会以较快的速度喷射出来，就像一个小型的喷泉。同时，因为力的作用是相互的，水被挤出瓶子的同时，瓶子会受到一个反方向的力，拿瓶子的手可以明显感觉到这个反作用力。
水火箭发射的原理是通过向火箭内部（一个密封的容器）打气，使内部的气压增大。这和挤压瓶子使瓶内气压增大是相似的。在水火箭中，当气压增大到一定程度时，打开阀门，水在高压气体的推动下从火箭尾部的喷口高速喷出。
3.B
【探究新知】
探究点一：了解火箭
1.了解我国火箭的发展历程。
起步阶段：20 世纪 50 年代 ～60 年代技术探索与试验。
基础奠定阶段：20 世纪 60 年代 ～ 70 年代，长征一号与东方红一号标志着中国正式进入航天时代.
快速发展阶段：20 世纪 80 年代 ～ 90 年代多种技术突破与应用。
成熟与拓展阶段：21 世纪以来载人航天工程、深空探测与月球探测、火星探测、空间站建设、新一代运载火箭。
2.搜集各类火箭的资料，了解燃料火箭的结构和工作原理。
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，是用饮料瓶和气压作用设计的玩具。其升空原理是利用加压后的空气把水从 “火箭” 尾部的喷嘴向下高速喷出，在反作用下，“水火箭” 快速上升，具有一定的加速度在空中飞行，像火箭一样有飞行轨迹，水喷完后加速结束，最后达到一定高度
探究点二：设计与制作“水火箭”
1.了解“水火箭”升空的原理。
（1）步骤讲解
制作火箭箭体：选择两个大小合适的塑料瓶，将其中一个瓶子的底部剪掉，作为火箭的主体；另一个瓶子从中间剪开，保留瓶口部分，作为火箭的头部，用胶棒或电工胶带将头部和主体连接牢固。
安装尾翼：用硬纸板剪出四个大小形状相同的三角形尾翼，将尾翼均匀地粘贴在火箭主体的尾部，确保尾翼与火箭主体垂直，尾翼可以起到稳定火箭飞行方向的作用。
安装发射装置：在火箭底部安装一个自行车气门芯，作为喷水口。将气门芯与打气筒连接，确保连接紧密，不漏气。
（2）示范操作
教师在讲台上示范水火箭的制作过程，边制作边强调每个步骤的要点和注意事项，如裁剪瓶子时要注意安全，粘贴部分要确保密封等。
2.设计并制作一个“水火箭”
（1）分组：将学生分成若干小组，每组 4 - 5 人，明确小组成员的分工，如有的学生负责裁剪瓶子，有的学生负责粘贴，有的学生负责安装尾翼和发射装置等。
（2）制作过程：各小组按照教师讲解的步骤和方法制作水火箭，教师巡视各小组，及时指导学生解决制作过程中遇到的问题，如密封问题、尾翼粘贴不牢固等。
（3）发射准备：带领学生将制作好的水火箭带到室外发射场地。在发射场地设置好发射架（可以简单地用支架固定水火箭），确保发射方向空旷无人。每个小组准备好打气筒和适量的水。
（4）发射与观察：每个小组依次进行水火箭的发射。在发射过程中，要求其他小组的学生认真观察火箭的飞行姿态、飞行高度和飞行距离等情况，并做好记录。
（5）问题讨论：发射完成后，组织学生讨论在发射过程中观察到的问题，如有的火箭飞得不远、有的火箭飞行方向不稳定等，并引导学生分析问题产生的原因。
（6）改进与优化
方案讨论：根据讨论的结果，引导各小组学生讨论改进方案。例如，如果火箭飞行方向不稳定，可以考虑调整尾翼的角度或增加尾翼的大小；如果火箭飞得不远，可以尝试调整喷水的量或增加打气的程度等。
改进制作：各小组根据讨论的改进方案对水火箭进行改进和优化，然后再次进行发射测试。
【当堂检测】
1.ABC
2.A
3.水火箭的尾翼是为了让它在飞行的时候保持平衡。
4.我可能会选择比较结实的塑料瓶，因为它容易找到，而且能够承受一定的压力。