G灯<（ρ空气-ρ热空气）gV排，
m灯<（ρ空气-ρ热空气）V排，
（1）
空气的密度可由理想气体状态方程得出。
把
（2）式代入
（1）式可得
可见其能否起飞由灯质量和气温、热空气温度和孔明灯容积共同决定。
具体数据估算如下：
设当天气温：
T空气=300K（27℃）；大气压强：
1标准大气压，p=1.01325×105Pa；孔明灯容积：
V容=V排=0.2m×0.25m×0.4m=2×10-2m3；加热后的空气温度：
T热空气=500K（227℃）；?
空气=0.029kg/mol.代入（3）式得：
在上述条件下孔明灯总质量在9.44g时，当热空气温度升到227℃时上升。
假设在上述条件下把孔明灯质量减轻成m灯=4g=4×10-3kg，由（3）式变形并代入数据得：
即热空气温度只要升高到88℃，孔明灯即可上升。
仍按上述条件，若孔明灯质量 中学生科技网
即m灯≥23.56g，则无论热空气温度升到多高也飞不起来。
由上面分析可知孔明灯要起飞，它的质量不能超过一定值，而且质量越小所需热空气温度越低，也就越容易起飞。
3、一种简易孔明灯
在上面分析基础上，我制成了一种极易起飞的孔明灯，课上一使用学生兴趣盎然，纷纷自己制作，也都获得了成功。
2.1取材和制作
①取一只大号极薄的塑料手提袋，手提处剪平。
②取一根长约60cm的细铜丝（可用多股软铜线中的一股铜丝），两端分别系在方便袋口子两边。
③在细铜丝中间包上适量棉花，简易孔明灯便制成了。
如图。
2.2放飞
选择没有风的地方（室内也可），一人两手分别捏住方便袋底部两角，使之开口朝下，并使包有棉花的细铜丝自然下垂。
再在棉花上倒上适量酒精，点燃酒精，几十秒钟后，孔明灯便会腾空而起。
2.3注意中学生科技网
①酒精棉花不宜太重，一般可使总质量（方便袋、细铜丝、酒精棉花的总质量）在5g以下较易起飞。
②细铜丝长度要适当，以使酒精燃烧后不致溶化塑料袋为好，并注意防止失火。
③如果想把它拉下来，事先可在细铜丝中间再系一根细铜丝让它下垂。
4.自制小喷泉
小明拿来了一个带有瓶塞的广口瓶，并端来一盆水和一个空盆，两根长短不同的细玻璃管，其中较短的玻璃管的一端有喷嘴（如图1所示），要求小红自制一个小喷泉。
小红看了看小明拿来的实验材料.想了一会儿，就做起来。
她先在瓶塞上钻上两个直径与玻璃管粗细一样的小孔，把玻璃管插入孔中。
然后，在瓶中放适量的水.把带有细玻璃管的瓶塞盖上并拧紧，短管在瓶里伸得长些，长管在瓶里伸得短些。
最后她把瓶子倒过来。
让短管的一端浸在盛满水的盆里，长管的一端放在无水的空盆里（如图2所示）。
只见盆里的水通过细玻璃管喷射而出，这样，小喷泉就制成了。
5.自航帆船
找一块木板，花不多的时间可以做一艘造型不俗的无动力自航帆船模型，你一定会感兴趣的!
下面就介绍这艘帆船的做法。
一、制作材料：
80×300×10（mm）木板1块，ø4×300（mm）竹签1根，ø3×160（mm）竹签1根，ø1×40（mm）细铁丝1根，30×60（mm）薄铁片1块，大铁钉1枚，线。
二、制作方法
1．按图一在木板正反面分别作图，然后用钢丝锯沿正面（甲板）轮廓线锯割，再用美工刀沿反面（船底）轮廓线向甲板斜向削出船体毛坯，然后用细木砂皮打磨平整，做成船身，并按图示位置钻好小孔。
2．按图二用25×60×3（mm）薄木片削制船舵，并用木砂打磨光滑以后，涂上熔化了的石蜡，刮去浮蜡后打光，以防止遇水变形，然后插入船尾舵孔中，舵柄上钉入一枚大头针，做舵柄。
3．剪一块20×50（mm）的薄铁片，按图三对折弯成“U”型，中间夹入一枚较粗的铁钉，再将铁片上部夹紧，端部各向外弯折90°做配重。
4．将配重钉在船底中央，这样船体在水中自航时能保持平衡及稳定。
5．按图四用尼龙布边角料剪一只帆（最好用电烙铁切割，这样做成的帆边缘不会松散）。
6．给船体插上桅杆并用胶水固定。
再用一根细铁丝按图五弯折后绑扎在细豫丝上，铁圈套入竖帆杆，再将布帆用线按图六分别系在桅杆（图六）与横帆杆上，整艘帆船就做好了。
将做好的帆船放在水池里，帆船会随风航行。
6.会动的纸鱼
100多年前，“动力鱼”是市场上一种非常便宜的玩具。
在下面要做的这个实验中，这些鱼是用纸做成的，根据说明，你要做的只是加入一滴合适的溶液，然后观察这条鱼。
但这种合适的溶液是什么呢?
是鳕鱼油吗?
材料
*小碗*硬纸板*剪刀
*水*餐具洗涤剂
实验
在小碗里倒满水，按照下图在硬纸板上剪出一个鱼的模型。
把模型放在碗中间，观察它如何运动。
现在在圆圈中间加入一滴洗涤剂，这时，鱼会怎样呢?
原理
纸鱼放在碗里时，由于水分子在各个方向上的拉力都相等，这些微小的力彼此抵消了，所以鱼浮在水面上，并且保持静止状态。
加入一滴洗涤剂后，水表张力的平衡遭到了破坏。
当洗涤剂沿着鱼尾从后部流出时，它破坏了后面水表的张力，而鱼前部的水分子的拉力依然存在，因此鱼会向前“游”动。
试一试
转一个角度把鱼的一边剪掉，这对它的运动会产生什么影响呢?
7.制作不倒翁
1、制作材料：
乒乓球、白色硬纸、橡皮泥、彩笔、胶水、剪刀等。
2、制作方法：
（1）把乒乓球用剪刀去掉一半，将橡皮泥捏成团填在半个乒乓球内抹平。
（2）把白色硬纸剪成一扇形，扇形的弧长应稍大于乒乓球的圆周长，并将扇形两边对接做成一圆锥形。
（3）将纸圆锥与乒乓球粘接起来，用彩笔在乒乓球上画出头像，白色的锥形帽子也可用孩子熟悉的图案或花纹进行装饰。
这样一个可爱的不倒翁就制成了。
除此方法外，还可利用雪碧瓶的底部（去掉底托）与瓶的上部，用类似方法制作。
自己动手制作指南针
材料：
针、蜡烛、铁丝、冷水、透明塑料瓶、铁锥、细木棒
制作方法：
1．用铁丝缠住缝衣针，然后放入火中烧红，之后马上放入冷水中冷却。
你要记住：
浸的时候一定要使针成南北方向，这样针才能变成小磁针。
还有，你一定要小心，别烫着！
2．把塑料瓶剪去口，用铁锥在底部的中央扎一个孔，然后把细线一端拴在小磁针的中部，再把线从孔中穿过。
倒立塑料瓶，使小磁针吊在瓶的中部。
让小磁针慢慢静止，这时你会发现，小磁针的一端指向的是南方，一端指向的是北方。
8.微型火箭发射实验
火箭是利用反冲原理制成的，依靠燃料燃烧产生大量的气体，从火箭的尾部空气喷气发动机喷出，产生反冲力推动火箭向前运动而升上天空的。
制作过程：
1、备好锡纸片。
课前准备一张香烟盒中的锡纸片，先把锡纸片浸泡在水中，约三十分钟左右，小心地剥去锡后面的那层纸（为了卷火箭筒时不松散），只留下薄薄的锡片，晾干后备用。
2、制作发射架。
截一段约10㎝长的中空玻璃管，用打湿的纸堵住其中的一头，插到墨水瓶纸盒里，使之倾斜35°左右（如下图所示）。
3、制作小火箭。
剪下一张3㎝×4㎝大小的锡片，捏下3～5个火柴头上的火药放到锡片中央，用一根牙签一头放在火药上将锡纸卷成一个圆筒，卷的过程中要把没牙签一头的锡纸片反折过来再继续卷。
按照下图a～b的方法卷成火箭筒。
4、发射小火箭。
火箭筒卷成后，小心地把牙签从火箭的尾部抽出（注意牙签抽出后留下的洞不能被堵死，否则不能发射成功），然后把火箭装入发射架，让火箭头（有火药的部分）露在外面，点燃火柴燃烧有火药的火箭头（如下图）。
当火箭头里面的火药受热后迅速燃烧，产生大量的气体从火箭尾部的洞口喷出，产生的反冲力推动小火箭冲出发射架1～2米远。
特别提醒：
火药不能太多，卷火箭的牙签装入发射管之前一定要抽出，抽出牙签后留下的喷气口不能被堵塞，否则会有一点点危险性；点火发射时不要对着有人的地方或自己的眼睛不能靠得太近。
9.[物理小制作]自制潜望镜
买两块小镜子。
用硬纸片做两个直角弯头圆筒，直径比小镜子稍大。
在纸筒的两直角处各开一个45度的斜口，将两面小镜子相对插入斜口内（如图所示），用纸条粘好，把两个直角筒套在一起，即成一个简单的潜望镜。
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潜望镜的用途很广，在步兵的战壕里观察前方的战况以及在坦克的驾驶室及炮长的瞄准都用到了潜望镜。
同学们通过制作简单的潜望镜可以了解光的反射现象以及光路设计原理。
10.签字笔壳水枪
（一）需要准备的器材：
一支废签字笔壳、一根竹筷、宽1厘米长2厘米的布条、一根白线、一杯水。
（二）怎样操作实验：
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1、把布条缠绕在筷子较细的一端，用线扎紧，从空笔壳尾部插入，一支水枪就做成了。
2、将水枪伸进水杯里，一手握笔壳，一手握筷子轻轻向外拔。
3、然后从水杯中取出水枪，再用力将筷子向笔壳内推。
（三）会有什么现象发生：
杯里的水进入笔壳内，笔壳里装满了水，当再用力向壳内推筷子时就有一股水柱从枪内射出。
（四）为什么会这样：
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因为当向外拔筷子时，水杯里的水在大气压强产生的压力作用下，将水压入了笔壳中。
当再用力向壳内推筷子时，由于手推动筷子产生的压力大于笔壳外面的压力，所以向壳内推筷子会有一股水柱从枪内射出。
（五）怎么想到的：
一次，卫生院的医生到我们教室里来给我们打防疫针。
我看见医生用注射器从药瓶里抽取药液后，给我打针前又轻轻推了一下注射器，就有一股水柱射出。
于是我就回家用废弃的签字笔壳反复检验并设计了这个实验，终于制成了签字笔壳水枪。
（六）需要注意的地方：
缠在筷子上的布条不能缠得太粗，粗细要能刚好插得进笔壳，不然会将笔壳胀破。
11.水中蜡烛
将一只蜡烛粘在杯子底部，然后往杯内倒水，直到快要淹没蜡烛。
这时点燃蜡烛，过一段时间，我们会发现，火焰将蜡烛烧成了漏斗形，而火却不会熄灭。
这主要是因为蜡烛的外壁与水接触，蜡烛燃烧的热量可以很快地被水传递出去，使其外壁不被溶化而形成的。
12.制作水火箭
活动目标
1、了解火箭的神奇威力，了解我国的宇航发展历史，了解水火箭的制作方法和发射水火箭的原理，激发学生的爱国之情。
2、通过活动让学生了解模型也能用废弃物来制作，从而启发学生自己寻找材料制作火箭模型。
3、通过活动培养学生创新精神和创造能力。
活动重点：
水火箭的设计活动难点：
降落伞的制作
二、学材分析
导语：
我国有长征1号火箭、2号火箭……你听说过水火箭吗？
告诉你吧，水火箭是用可乐瓶制作的，里边装上水，充入压缩空气，能飞上100多米的高空呢！
怎么样，有兴趣吗？
今天，我们就来做个水火箭试试。
一）百宝箱
百宝箱为我们准备了制作水火箭的材料：
600毫升装的可乐空瓶3个（可乐瓶要带盖，当然可乐瓶可大，也可小，但是3个可乐瓶要一样大小）、胶带粘纸、双面胶、厚卡纸、50×50尼龙薄膜、线和装饰纸。
工具：
剪刀、手工钻、水火箭嘴、发射架。
二）看看想想
请设计一枚水火箭制作的流程图，画在空白处。
仔细观察水火箭的各个部件，想想水火箭是靠什么飞上天空的，制作水火箭的关键是什么？
然后设计一枚水火箭。
水火箭制作比较简单，它是由火箭体和发射架组成。
火箭体主要由：
动力舱――火箭头――发射舱――储备舱四个部分制作而成的，还有附件：
降落伞。
全部箭体都是由可乐瓶制作而成，可乐瓶一共用三个。
看看：
是看看降落伞的外形与结构。
想想：
主要是想怎样设计水火箭更加合理。
通过看看想想，然后把想好的设计写到书本的空白处
三）学学做做
“学学做做”，教材叙述比较仔细，学生自己都能看懂。
1、制作火箭体（以600毫升装的可乐瓶为例）
①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。
②制作火箭头：
截取可乐瓶的前半部与尾部，再把它首、尾套起来，然后用胶带粘牢。
③制作发射舱：
截取一个可乐瓶的中间部分，高12㎝。
套入动力舱的瓶口部，用胶带纸粘牢。
④制作储备舱：
再截取一个可乐瓶的中间部分，高12㎝。
套入动力舱的尾部，用胶带纸粘牢。
检查发射舱、动力舱、储备舱是否成一直线。
⑤美化火箭体：
用彩纸美化
注意：
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。
⑥制作尾翼：
先用较厚的有一定硬度的16k大小的卡纸纵向对折，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）。
把这四片尾翼均匀地用双面胶或者螺丝钉安装在发射舱尾部。
2、制作降落伞
①把50×50㎝的尼龙薄膜的四个角剪去，形成一个正8边形。
再在8个角上分别系上25㎝长的线，把8根线的另一头合在一起打个结。
②在火箭头的底部打一个小孔，8根线的结通过这个小孔，再在里面打个大大的结，把这顶降落伞牢牢地固定住，降落伞就做成了。
3、组装：
①在储备舱的上口打一个小孔，把储备舱上的小孔与火箭头上的小孔用一根长65㎝的粗线连接起来。
②把降落伞折叠起来放进储备舱，用火箭头的尾部盖住储备舱，一枚水火箭做成了。
4、发射水火箭
1）在水火箭的动力舱内注入五分之三左右或者二分之一的水，旋紧水嘴，把火箭插入发射架。
2）用打气筒（一般的自行车打气筒）给动力舱充气，充到里面的水冒水泡，拉、压打气筒的柄感觉有一定分量为止。
用手按动发射开关，水火箭一下子脱离发射架腾空而去，最高的可以发射到100多米的高空中，然后打开降落伞飘飘悠悠地下降到地面，这个情景真是美极了。
注意：
水火箭发射要特别注意安全，火箭只能一枚一枚发射，不能多个火箭一齐发射；观看的学生必须站在距离发射地点直径100米以外的地方，观看时必须站着，不能坐着或者蹲着，以免火箭飞来逃离不及。
四）交流与创新
1）介绍你制作的水火箭的特点，你能再设计制作一枚比这枚更有新意的水火箭吗？
水火箭的特点：
可以介绍水火箭的外形、内部结构中自己创新的部分，也就是说与众不同的地方，与大家相同的部分就不是自己的特点。
再设计一枚比这枚火箭更新的水火箭，这是让学生通过制作后进行创新。
2）你能说出水火箭它为什么能飞上天空，而且能飞得那么高吗？
水火箭飞上天空的原因是它根据反冲力的原理，飞得高的原因是与水的多少和充入空气的多少有关。
五）展示台
评一评谁的水火箭做得漂亮，谁的水火箭飞得高。
通过评价激发学生再次创新的积极性。
三、活动建议
采用探究式学习方式，使学生亲自参与研究探索的体验过程，训练学生善于提出问题，探索问题的能力，通过研究探索得出结论，并由此组织开展教学活动。
1、导入
媒体导入。
让学生观看我国成功发射的各种火箭，使学生了解我国的宇航史。
了解水火箭也是我国人民最早发明创造的。
并且由此引出我们今天也来设计制作一枚简单的火箭——水火箭。
观察已经制作好的水火箭。
制作水火箭前要先让学生观看教师已经做好的水火箭，让学生充分发表自己对水火箭的评价意见，让他们提出问题，找出缺点，由此进入水火箭的制作设计活动。
2、活动
设计制图
每个学生都要开动脑筋，设计一枚自己能制作的水火箭流程图。
制作水火箭
制作水火箭时，可以把全班学生分成6－8个小组，在小组的努力下共同完成一枚，不一定要每个学生都做一枚水火箭。
在设计中要发挥学生的自主性、灵活性和创造性，千万不要老师包办代替。
在操作中老师要进行适当点拨，纠正同学在操作中的一些技术错误。
学生在活动中发生困难时，教师要进行及时点拨，组织学生进行研究解决，不要做旁观者。
水火箭的制作比较容易，学材的介绍比较详细，一般学生都能看得懂。
教师可以充分地利用学材；要充分发挥学生的主观能动性，要让每个学生自己动脑、自己动手，在做中学，学中做，在同学的互相协作中完善作品，通过活动使每个学生都会用可乐瓶制作水火箭。
3、展示评比
展示评比要公开、公正、合理，要最大可能地激发起学生再次制作的积极性。
4、课外延伸
可以将活动延伸到课外，做到课内打基础，课外出精品。
学生的新设想，可以通过课外去制作，去完成，教师组织好评价。
13.喷气船
教学目标：
利用蒸汽产生动力及生活中的作用力与反作用力现象学习制作喷气船，进一步提高学习兴趣和动手操作能力。
教学重点：
理解蒸汽产生动力原理，学习制作喷气船。
教具准备：
泡沫塑料板、铁丝、鸡蛋、蜡烛等。
教学课时：
1课时
教学过程：
一、谈话揭示课题
大家可知道火箭为什么会飞的道理吗？
火箭到底是怎样飞行的呢？
火箭是靠燃料燃烧时，向后高速喷射强大气体的反冲作用而前进的。
今天，我们也就利用这个原理来学习制作喷气船。
板书课题：
喷气船
二、做一做
做船形与支架。
将泡沫塑料按自己的意愿裁制成船形。
将铁丝弯成如P22所示的铁架形状。
上面两个凹形处用来固定鸡蛋
壳，中间翘起的尖头用来插蜡烛。
做“蒸汽锅炉”
在鸡蛋的小端的顶端处用锥子扎一个小孔，在大端的顶端也扎一个绿豆大的孔；
向小孔内吹气，使蛋黄蛋白从大端的孔中流出来；
用清水把鸡蛋壳内外洗干净。
在鸡蛋壳内灌一些水，注意水位不要超过蛋壳平放时小孔的高度。
用胶布把大孔封住。
整体安装喷气船。
把铁丝放在船体上，装上蜡烛，并将鸡蛋壳放在铁丝架上。
将小船轻轻地放在水面上，调整铁丝架的位置，使船平稳地浮在水
面上，然后将铁丝架固定在小船上。
三、试一试
点燃蜡烛，过一会儿水就沸腾了，从小孔中会喷出一股蒸汽，推动小船前进。
提问：
为什么喷出的蒸汽气体方向与小船行使的方向相反呢？
（这就是生活中的作用力与反作用力现象，反作用力也就是反冲力。
你用手拍桌子，手会痛；你把石子用力丢在路面上，石子会弹跳起来。
这都说明，向任何物体施加一个作用力，这物体就会给你一个大小相等、方向相反的反作用力。
喷气船就是靠蒸汽的反冲前进的。
四、想一想
为了使小船行使的速度达到最佳，你准备如何改进你设计制作的船模呢？
14.小潜艇
教学目标：
通过动手制作小潜艇，明白潜水艇为什么能在水中自由地上升、下降的奥秘。
教学重点：
制作小潜艇。
教具准备：
旧透明塑料牙刷柄、可乐瓶、钢锯、小刀、锉刀、细铁丝、酒精灯等。
教学课时：
1课时
教学过程：
一、谈话引入新课
同学们见过潜水艇吗？
潜水艇与普通的船舰比较，在功能上有什么区别呢？
潜水艇为什么能够在水中自由地沉下去、浮上来呢？
想知道其中的奥秘吗？
这节课就让我们在动手制作小潜艇的过程中明白道理吧。
板书课题：
小潜艇
二、做一做
1、截取一段长约4厘米的牙刷柄，用小刀和锉刀将它修成潜艇的形状。
2、将细铁丝烧红，在潜艇顶部重心附近垂直烫若干个小孔（这些孔在潜水艇里叫做水柜）。
孔的深度以能使潜艇水平地悬浮在水中为宜。
3、用锉刀把孔的周围锉平。
三、试一试
把小潜艇放入盛有大半瓶水的可乐瓶内，再拧紧瓶盖。
观察：
1、用手轻轻挤压可乐瓶，小潜艇会下降吗？
2、松开手，小潜艇回上升吗？
四、想一想
1、刚才我们挤压可乐瓶时，小潜艇下降的原因是什么？
（水位增高，瓶内气体压强增大；潜艇小孔内的气体也被压缩，水占据原小孔内气体空间位置，使艇的重量增加，所以，潜水艇就相应下降了）
2、那么，松开后，进入小孔的水是否能出来呢？
是谁占领了小孔的空间位置呢？
（松开后，水位降低，瓶内气体压强减小；潜艇小孔内的气体压强也相应减小，气体体积增大，小孔内的水减少，潜水艇上浮）。
3、现在，你明白了潜水艇升降的道理了吗？
其实，真正的潜水艇下降，是打开进水阀门，让海水灌满水柜，使艇的重量增加，这样潜水艇就会沉下去；当潜水艇需要上浮的时候，则用机器把大量的压缩空气压进水柜，把柜里的水赶到海里，使潜水艇变轻，这时，潜水艇就浮出水面了。
五、探究
有什么办法能使潜水艇停在水的中部？
（挤压可乐瓶，使瓶内气体压强与小孔内的水储藏量达到持平时，能使潜艇停在水的中部）
例图：
喷气船
反冲汽车自制天平
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