反冲现象演示实验

人教版普通高中课程标准实验教科书・物理（选修3-5），在“反冲运动、火箭”一节中指出：根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动.这个现象叫做反冲.为了提高教学效果，增强学生对反冲现象的感性认识，笔者利用塑料瓶、注射器等器材演示反冲现象，取得良好的教学效果.

1实验器材

矿泉水瓶2个，50 mL的一次性注射器1枝，打火机压电电源1个，皮试注射器1枝，电吹风1把，酒精、导线和棉线等.

2装置制作

高压电源的制作.用打火机的压电电源作高压电源，把2根细软的胶皮导线（长约1m，可用鼠标线）与压电电源的2个电极连接起来，作高压电源的输出导线.2根输出线导的另一端打上结，使2个线头并列在一起（线芯之间相互绝缘）作放电电极.为了便于实验操作，可用木块作手柄，把打火机压电电源固定在手柄上，如图1中的“电源”.

分裂体的制作.选取2个相同的矿泉水瓶作分裂体，把其中一个矿泉水瓶的瓶底切除掉，用电烙铁在另一个瓶底的中央开个直径约1 cm的圆孔，作气流的喷射孔.再将1根粗棉线（长约2 m）的两头分别栓在这2个矿泉水瓶的瓶颈上，如图2所示.棉线的作用是限制两瓶在内力作用下分裂后的飞行距离，防止损坏其它器物，同时也便于回收和整理实验器材.也可用50 mL的一次性注射器作分裂体，如图2所示.实验中，注射器在内力作用下分裂成注射筒和活塞两个部分.

3实验方法

3.1矿泉水瓶作分裂体的演示方法

用皮试注射器抽取约1 mL（夏天可取0.5 mL）的无水酒精，注入到底面开有圆孔的矿泉水瓶内，摇晃瓶体使酒精蒸气充满瓶内空间，然后把高压电源的输出导线（放电电极）从瓶底的圆孔插入到瓶内，再把另一个去底的矿泉水瓶的底部套紧在此瓶底部上，电源导线从两瓶的接缝处伸出瓶外，如图1所示.

在黑板上画1条长约60 cm的直线，直线两端用磁铁各固定1个的圆盘作箭靶.直线中段用磁铁固定1块直角板作底托，然后把上述分裂体平放在底托上，如图3所示.按压电源的压电按钮，使瓶内电极产生火花放电而点燃酒精蒸气.酒精蒸气猛烈燃烧产生高温、高压的燃气，把对接成一体的2个瓶体炸裂开来，并击中各自所对的箭靶.实验说明：对接成一体的2个瓶体在内力的作用下分裂为两个部分时，它们的运动方向是相反的.

3.2注射器作分裂体的演示方法

注入到筒内的酒精约0.3 mL即可，筒内容积控制在50 mL左右.其它与上述实验方法相同.

4注意事项

当分裂体周围环境温度低于18 ℃时，压电电源可能不能直接引燃瓶内酒精蒸气.其原因是瓶内的酒精蒸发量少，酒精蒸气的浓度低.在此情况下，可用电吹风的热风档在瓶体外加热，使瓶内酒精受热而增加酒精蒸气的浓度，然后再点火，便能成功引爆.