跨学科实践制作简易活塞式抽水机-人教版物理八年级下学期2

第九章压强跨学科实践：制作活塞式抽水机第4节人类通向深海的道路十分崎岖和艰难，其原因之一，是深海的海水压力大得令人难以置信，人要潜入深海，是一个高科技难题。2020年，我国自主研制的“奋斗者”号全海深载人潜水器潜入了万米级的深海中，敲开了这扇神秘“龙宫”的大门，标志着我国深海潜水科技达到了一个新的水平。万米深海意味着什么有人说，设想你在万米深的“奋斗者”号全海深载人潜水器中把一只脚伸到外面的海水里，海水对你脚背的压力相当于2000个人叠起来踩在你的脚上!海水压力果真有这么大吗创设情景，引入新课1.能理解活塞抽水机的工作原理，掌握简易活塞抽水机的制作方法，并了解大气压强在其中的应用。2.通过动手制作、测试与调整的过程，培养学生的实践操作能力、问题解决能力和团队合作精神。3.激发学生对科学探索的兴趣，培养其创新思维和环保意识，通过跨学科融合体验知识的综合运用。学习目标在农村的一些地方，人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中，人们用到了一种活塞式抽水机，利用人力反复提压手柄就可以抽水。你在什么地方见过这种活塞式抽水机？你知道它的工作原理吗？项目提出活塞式抽水机的工作原理1.做一做，议一议取一个注射器，把针头插到装有水的烧杯中，向上拉动活塞，就能看到水从低处升到高处。如果向下压活塞，水就会被压回烧杯中。你看见过护士给病人打针的过程吗？怎样才能不断地将水提升到高处呢2.活塞式抽水机的构成“活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B（只能向上开启）等组成。3.活塞式抽水机的工作原理（1）如图甲所示，提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭。活塞下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。低处的水受到大气压的作用，推开阀门B进入圆筒。（2）如图乙所示，当压下活塞时，阀门B在水压下被关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部。（3）如图丙所示，再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出。同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。这样，活塞不停的上下移动，水就从管口连续不断的流出。动画演示——《活塞式抽水机原理》设计并制作活塞式抽水机1.设计活塞式抽水机制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题。例如，如何选一个密封性好的圆筒怎样制作活塞从哪儿进水，从哪儿出水，又该怎样制作两个阀门....请发挥你的聪明才智，充分利用身边的材料，与同学们一起认真思考讨论，制订设计方案。2.制作活塞式抽水机的材料一个用来装洗涤液的空瓶子，一根筷子，一块塑料片，一个玻璃球，一块橡皮膏，一根塑料管。3.制作活塞式抽水机的步骤（1）如图所示，剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞，使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。（2）在瓶子的侧壁上打一个出水口，插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口。（3）在活塞上打两个孔A、B，中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上，使塑料片能盖住孔B，作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。（4）如图所示，装上活塞，抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中，上下拉动活塞，抽水机就会把水抽上来。学生制作的活塞式抽水机模型看到了这个制作，你有什么好的想法，说给大家听听。4.测试与调整将整个装置装满水，注意水位应低于出水口。上下移动活塞杆，观察水是否能通过单向阀门被有效吸入并排出。特别注意检查单向阀门的工作效果，确保水在活塞上升时能够进入瓶内，而在活塞下降时不会回流。如果发现有漏水或回流现象，检查各连接处的密封性和单向阀门的工作效果，并进行必要的调整。5.展示交流（1）用制作好的抽水机抽水。比一比哪个小组制作的抽水机运转得更流畅。（2）讲解抽水机各部件的作用，并说明选择材料时的想法。说一说，它们是怎样实现抽水功能的这样的抽水机提升水的最大高度是多少（3）你能从设计、选材上提出优化方案，制作一个更好的抽水机吗视频演示——《自制活塞式抽水机》6.拓展——离心抽水机如图所示，抽水机在启动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，当启动后，叶轮在电动机的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水送到了高处。视频--抽水机的原理课堂小结1.活塞式抽水机的工作原理如图所示，当活塞被从圆筒底部提起时，阀门A____，地下水在_______的作用下推开阀门______，进入圆筒中。课堂训练关闭大气压B2.如图使用活塞式抽水机时，若提起活塞，阀门A关闭，活塞下面的空气稀薄，低处的水受到_______的作用推开阀门B进入圆筒。当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，冲开阀门_____进入圆筒的上部。再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门______关闭，水从侧管流出。大气压AA3.如图是活塞式抽水机工作示意图，下列说法错误的是（）A．抽水机