飛行火箭

原始設計者：陳亮洲

簡介：

藉由長條氣球的射擊，討論力作用在氣球飛行路徑的影響。

活動說明

目的

完成活動後，學生得簡易敘述力的基本特性與牛頓三個運動定律的內涵。

原理

作用力與反作用力、重心與運動

活動一：射擊氣球

場地

• 視學生人數安排得發射氣球的室內或室外空間。

材料準備

• 260公分長氣球／人
• 一個小型打氣筒／人
• 一捲電工膠帶（或其他有重量的膠帶）／人

活動第一階段：未黏膠帶

請同學使用打氣筒將長型氣球打滿空氣後，依活動影片的步驟使氣球飛行，並觀察其飛行軌跡。

活動第二階段：黏上膠帶

第二階段將原本長型氣球的前端黏上電工膠帶後，再次發射氣球，觀察其飛行軌跡與未加上膠帶的時候有何差異。
可以請同學分別將膠帶黏二圈、三圈、五圈，分別觀察與紀錄。

活動二：沖天火箭

場地

• 建議在室內教室將裝置製作完畢後，視學生人數安排得發射沖天火箭的室外空間。

材料準備

• 一個寶特瓶／組
• 三根竹筷／組
• 一捲膠帶／組

活動流程

將寶特瓶用三根竹筷做成火箭本體，在寶特瓶中放入小蘇打與水，在塑膠試管中放入檸檬酸，將試管丟入寶特瓶中，用橡膠塞塞住瓶口，倒轉後等待發射。

原理說明

說明力的方向性

• 準備：請一位較活潑的同學到前方，假裝要將他的頭拔起來放在旁邊。
• 說法：我們將這同學的頭拔起來放在旁邊這個位置，同學的頭浮在這個地方，假設沒有地球引力，假設沒有空氣，我們從後方（將手掌假裝從後方往前揮）往這個頭巴下去，各位覺得這顆頭會往哪個地方飛？
• 討論：待台下同學表達完，請示範同學回座（只是上來當人形模特兒而已），接著用這個假想例子開始討論力的方向性。

說明力的加速度

• 準備：請另一位較活潑的同學到前方，請他背對著你(最好是男生)。
• 說法：我在這位同學後面，抬起腳往他屁股踢過去(將腿抬起假裝要踢下去)，請問這位同學會發生甚麼事？
• 討論：與同學互動完後(只是上來當人形模特兒而已)，說明受力的瞬間會產生速度變化的過程。

說加速度與質量的關係

• 準備：請一位瘦瘦的同學到前方，老師站在他的旁邊。
• 說法：假設旁邊這位超胖的同學，跟我這位超瘦的帥哥，站在這個位置，假設後方有兩台一樣的跑車，用一樣的速度與方向，各自撞到我們兩位，請問誰的速度增加量比較大？
• 討論：與同學互動完後(只是上來當人形模特兒而已)，說明力在加速度與質量的關係。

活動影片

未黏膠帶

對影片點擊右鍵開啟進階功能。

黏上膠帶

對影片點擊右鍵開啟進階功能。

探究問題

未纏繞膠帶的長條氣球，為何射不直？

Ans: 空氣阻力的影響，會造成頭尾亂跑。

在氣球前方加上膠帶後，為何飛行路徑就會變直？

Ans: 氣球前方慣性變大，空氣阻力較難改變其運動方向，因此後方未纏膠帶慣性較小的部分，便只能跟著前方前進。

生活中，有什麼類似射擊氣球飛行軌跡的休閒運動？

Ans: 羽毛球、踢毽子、弓箭等。

請舉出一個應用作用力與反作用力原理的例子。

Ans: 走路。腳向地板施一個向後的力，同時地板會給身體一個向前的力

槍管或炮管加螺旋的膛線，讓子彈或炮彈旋轉，前進時彈頭方向會比較穩定。這是運用哪一個原理？

Ans: 角動量守恆

長條氣球飛行時，受哪些因素影響它的運動?

Ans: 1.重力

2.初始動量 3.空氣阻力