人教 八年级 下册 物理 第9章《跨学科实践 制作简易活塞式抽水机》课件

第4节跨学科实践：制作简易活塞式抽水机第9章压强感悟新知一、项目提出在生产和生活中，人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中有一种活塞式抽水机(如图1)，利用人力反复提压手柄就可以抽水。感悟新知对于很多80后的父母，活塞抽水机是童年记忆的一部分，上世纪八九十年代，活塞式抽水机曾是农村家家户户必备的取水工具，当时自来水不是很普及，为了方便饮水，很多农户都会在院子的合适地方打一口井，并安装一台活塞式抽水机。人们只需用手上下提压摇杆，就能将地下水抽上来，方便实用。同学们对活塞式抽水机既陌生又好奇，想不想自己动手制作一台简易活塞式抽水机来抽水呢？感悟新知追溯起源古希腊人克特西比乌斯(公元前285-222年)发明的压力泵是一种最原始的活塞泵。主要用来生产水柱以及从井口汲水。如图3所示，汲酒器最早出现在战国时期(公元前476年—前221年)，利用了大气压原理，具有汲取和移动水、酒等液体的功能。中国古人利用大气压原理设计的珍贵文物，比马德堡半球实验早了大约两千年！感悟新知二、项目分析要制作简易活塞式抽水机，你需要完成以下任务。(1)了解活塞式抽水机的结构(如图2)：它是由圆筒、活塞、单向阀门(上阀门和下阀门)、进水管、出水管和摇杆等组成的。感悟新知(2)理解活塞式抽水机的工作原理：活塞式抽水机是利用活塞的往复运动及大气压的共同作用把地下水从低处抽到高处的。我们自制的简易活塞式抽水机就是根据此原理制作的。感悟新知拓展提升活塞式抽水机又叫吸取式抽水机(或压水井)。科学素养让孩子像科学家一样思考问题，像工程师一样解决问题。感悟新知活塞式抽水机的工作原理示意图如图4所示：感悟新知①吸水过程：如图4甲所示，当活塞通过连杆向上运动时，活塞与水面接触处压强较小，在大气压的作用下，活塞上的阀门A

关闭，井水强行推开圆筒下端的阀门B，水被压入圆筒。②提水过程：如图乙所示，当活塞通过连杆向下运动时，圆筒下端阀门B

被其上面的水强行关闭。活塞上的阀门A被其下面的水强行打开，活塞运动到圆筒下端，水进入圆筒的上部。感悟新知③出水过程：如图丙所示，当活塞通过连杆再次向上运动时，活塞与水面接触处压强较小，在大气压的作用下，水强行推开圆筒下端的阀门B，水又被压入圆筒内；而阀门A

在活塞上面水的压力作用下关闭，活塞上面的水随着活塞一直向上运动，通过出水管流出。如此反复提压活塞，水就会源源不断地流出。感悟新知拓展提升由此可见，吸水过程是整个过程的基础，提水过程是吸水过程的重复和量的积累，出水过程是提水过程量的积累达到一定程度时质的飞跃，是提水过程的必然结果。感悟新知深度思考不费1度电，连续上下提压摇杆，活塞式抽水机就能抽出水，你知道活塞式抽水机的工作原理吗？深度理解活塞式抽水机是利用大气压的原理工作的。感悟新知(3)设计一台简易活塞式抽水机：简易活塞式抽水机模型，如图5。(4)选择材料，完成制作：材料：塑料瓶、瓶盖、泡沫垫、雪糕棒、小木棍、吸管、弹力球、带盖的塑料盒、塑料管、塑料片、针管。工具：热熔胶枪、美工刀、迷你手电钻、剪刀。感悟新知[青岛市北区期末]如图6所示为活塞式抽水机的工作原理示意图，它是利用_______来抽水的，图中提起活塞时，阀门_______关闭，大气压迫使水推开阀门_______，进入圆筒。例1大气压AB感悟新知解析：活塞式抽水机是利用大气压工作的。提起活塞时，阀门A

受到大气压的作用而关闭，活塞B

上方气压减小，在大气压的作用下，地下的水推开阀门B

进入圆筒；活塞下压时，活塞中的水压下阀门B，使其关闭，同时推开阀门A

进到活塞上面；再提起活塞时，重复前面过程，同时活塞上面的水随活塞的上移从出水管流出。感悟新知1.[中考·成都]如图，可以用吸管“吸”取杯中的饮料，下列现象中，“吸”的物理原理与其相同的是()A.公路旁用隔音墙“吸”收部分噪声B.大树通过根从土壤中“吸”取养分C.化学实验中用胶头滴管“吸”取药液D.用丝绸摩擦过的玻璃棒“吸”引纸屑C感悟新知三、项目实施制作步骤(1)将塑料瓶底剪掉，如图7A。感悟新知(2)在瓶盖中间钻孔，并在其底部固定一张中间钻孔的泡沫垫，如图B、C，将塑料片的一边黏在瓶盖上，使塑料片能盖住小孔，作为一个阀门。感悟新知(3)在雪糕棒两端钻孔，作为吊杆。将吊杆置于小木棍中间并固定在瓶盖上，如图8D、E。感悟新知(4)制作撬杆的支撑臂并固定在塑料瓶上端，如图F。(5)制作撬杆的摇臂并固定在支撑臂与吊杆上，如图9G、H。感悟新知(6)在塑料瓶中间偏上部位钻个孔，并固定一节针管外筒作为出水口，如图I。把弹力球放入塑料瓶当作阀门。(7)将塑料瓶穿过塑料盒的盖子，并在末端连接一段塑料管作为进水管，如图10J。往塑料盒中倒入适量清水后，提压摇杆，就能将水抽上来，如图K、L。感悟新知注意事项(1)

使用热熔胶及其他工具时，务必注意操作安全。(2)

硬塑料圆筒尽可能选用透明的，以便演示时可观察到其内部情况。(3)

制作活塞时，泡沫垫要剪得尽可能圆些，其直径应比硬塑料圆筒的内径略大些。(4)

活塞上的阀门和圆筒下端的阀门只能向上开启。为了加强阀门的密封性，取水前先往圆筒内灌少量水。(5)

使用活塞式抽水机取水时，它最多可以把水抽高10米左右。感悟新知四、展示交流1.成果展示学生用自制活塞式抽水机取水。2.交流评价你在制作的过程遇到了哪些问题？感悟新知[深圳龙岗区期中]出土于战国时期墓葬的竹节柄铜汲酒器，是我国目前发现的最早利用大气压原理的青铜器，比马德堡半球实验早了近两千年，如图11是该汲酒器取酒过程的示意图，长柄上端与球形底部各开一小孔a、b。例2感悟新知当汲酒器插入酒缸中时，汲酒器和酒缸就构成了一个______，汲酒器中装有酒水后，用拇指轻轻压住方孔a

并向上提起汲酒器，汲进之酒毫无滴洒，这是由于______的作用。松开拇指，酒在______的作用下缓缓流出。连通器大气压重力感悟新知解析：当将汲酒器插入酒缸中时，汲酒器和酒缸就构成了一个连通器；汲酒器中装有酒水后，用拇指轻轻压住方孔a

并向上提起汲酒器，汲进之酒毫无滴洒，这是由于大气压的作用；重力方向是竖直向下的，因此松开拇指，酒在重力的作用下会