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课件网) 第5篇 技术、工程与社会 工程设计与物化 模块2 工程设计与物化 工程实践的要素和一般过程 某学习小组为了在区科技节上展示飞天梦，动手制作小火箭。 例1 【探究活动一】 【提出问题】瓶内如何自动产生高压气体？ 【查阅资料】①小苏打和食醋的反应原理：NaHCO3＋CH3COOH CH3COONa＋H2O＋CO2↑； ②铁粉和食醋的反应原理：Fe＋2CH3COOH (CH3COO)2Fe＋H2↑ 【提出方案】A. 小苏打和食醋反应；B. 铁粉和食醋反应。 【进行实验】分别取等质量的小苏打和铁粉于两支试管中，加入等体积 食醋。小苏打中产生大量气泡，铁粉中无气泡。 【证据推理】 (填“A”或“B”)能替代空气，产生高压气体。 A 【探究活动二】提出问题：如何提高火箭发射高度？ 【设计方案】 序号 塑料瓶容 积/mL 小苏打质 量/g 醋酸体积 /mL 发射 成功 高度 备注 ① 550 10.0 20 — 固体剩余很多 ② 550 10.0 40 — 固体有剩余 ③ 220 5.0 60 √ 最低 固体几乎无剩余 ④ 220 5.0 80 — 固体剩余，部分 固体随胶塞弹出 ⑤ 220 5.0 45 √ 高 固体几乎无剩余 ⑥ 220 5.0 50 √ 更高 固体有少量剩余 ⑦ 220 5.0 55 √ 最高 固体有剩余，比④剩的少 【数据分析】(1)①②实验失败后，进行了实验③。实验③改变试剂用量 的理由是 。 (2)如图甲为实验过程中发射成功的小火箭内部的压强变化曲线： ①②实验后均剩余较多固体 图甲中⑦数据变量曲线与 图乙中曲线相似度最高、 最适合火箭发射。请你阐 述该曲线最适合火箭飞行 的理由： . 。 瓶内压强变大 后，压强稳定且持续时间长 【探究活动三】 【提出问题】真火箭是通过燃烧将化学能转化成推动火箭飞行的机械 能。利用上述装置模拟真火箭飞行，红磷、镁条、酒精这三种物质哪一 种更适合作燃料？ 【分析问题】选择的燃料是 ，调控燃料占火箭的体积既要保证 能量的最大转化，还要防止爆炸。 【交流讨论】模拟火箭飞天，实验设计的基本思路是在有限的空间内让 燃料充分燃烧。 同学们沿着中国载人航天事业的奠基人钱学森的实验方案继续实验…… 酒精 【指导】 1. 有关控制变量的数据分析：根据目的确定自变量，寻找相应的实验组 或实验数据进行比较，得出实验结论。 2. 坐标图像数据分析：看横、纵坐标的含义→看曲线的变化趋势或数据 →结合数据得出结论。 热机是人们获得动力的重要机械，在学习了热机知识的基础上，跨学科实践课上同学们组成若干小组分别制作如图所示的简易汽轮机模型。 例2 同学们准备了以下材料：一个空易拉罐、一支去掉笔芯和尾塞的中性 笔、一台小风扇、一个酒精灯、一个支架、胶水、护目镜、防火垫等。 具体制作与操作步骤如下： (1)向空易拉罐内部注入大约半罐水，空易拉罐的作用相当于热机构造中 的 ，水的作用是在受热后转化为高温高压的蒸汽，为小风扇运 转提供“动力源”。 (2)将去掉笔芯和尾塞的中性笔处理成中空管道，将笔的尖端朝外，另一 端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封，目的是防止 ， 影响小风扇运转效果。 (3)将密封好的易拉罐放置在支架上，调整位置，使笔的尖 端对准小风扇的扇叶，保证蒸汽喷出时能直接作用于扇叶。 当蒸汽从笔的尖端高速喷出推动扇叶转动时，实现的能量 转化是 能转化为 能。 汽缸 蒸汽泄漏 内 机械 (4)同学们发现这个汽轮机模型虽然结构简单，但完整呈现了热机的核心 工作过程。在利用该模型进行操作时，部分小组发现仍然存在可改进之 处。比如，其中的某一个小组观察到风扇转动得很慢，同学们交流后发 现这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的 是 。 A. 更换一个更细的喷嘴 B. 换用加热效率更高的热源 C. 降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 ... ...
