9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 教学课件 初中物理人教版八年级下册

第九章

压强第四节

跨学科实践：制作简易活塞式抽水机素养目标1新课讲解3课程导入2经典例题4总结归纳5课堂练习6目录物理观念1.掌握活塞式抽水机的工作原理，明确大气压强和液体压强在抽水过程中的作用机制‌2.了解活塞式抽水机的结构（如阀门A、B的作用、活塞运动方向与水流方向的关系），并能用物理原理解释其工作流程‌科学思维构建抽水机工作过程的动态模型，解释阀门开闭与活塞运动的联动关系‌素养目标科学探究通过调试（如阀门密闭性优化、活塞运动阻力调节）解决抽水机运行中的实际问题（如漏水、抽水效率低）‌‌科学态度与责任认识抽水机在农业灌溉、生活用水中的作用，体会物理知识对解决实际问题的价值‌；‌关注抽水机使用中的能源消耗与环保问题（如材料可回收性），初步形成绿色科技的发展观‌‌素养目标课程导入

在生产生活中，人们常将水从低处抽到高处，方法和工具有很多种。其中有一种活塞式抽水机，利用人力反复提压手柄就可以抽水。一、活塞式抽水机的工作原理生活中常见的活塞式抽水机想一想：它的工作原理是什么？温故知新为什么吸管能把饮料吸上来？大气压大气压注射器吸水注射器通过活塞在针筒内的移动来完成药物的吸取和注射大气压

怎样才能不断地将水提升到高处呢?试着讨论一下：注射器的工作原理圆筒活塞单向阀支点把手出水管进水管结构活塞式抽水机①把手下压，提起活塞，阀门A关闭，活塞下面封闭空间内的气压变小。低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒。②把手上提，压下活塞，阀门B关闭，水冲开阀门A进入活塞的上部。③把手下压，再次提起活塞时，阀门A关闭，水从出水管流出。同时，低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。二、设计并制作活塞式抽水机设计活塞式抽水机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?……

制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题：玻璃球阀门材料：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。1.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，如图1。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，如图2。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口。图1图2制作过程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，作为一个阀门如图3。4.把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。装上活塞，抽水机就组装好了，如图4。图4图3AB制作过程1.展示各小组制作的简易活塞式抽水机，分享各自的体验和收获。2.开展小组讨论，从材料是否易得、组装的方便性、使用时的效果、耐用性等方面对简易活塞式抽水机进行评价，尝试对装置进行改进。3.学生相互交流，总结经验并进行反思。展示交流制作简易活塞式抽水机项目提出制作一个简易活塞式抽水机展示交流1.了解活塞式抽水机的结构及工作原理；2.设计一台简易活塞式抽水机；3.选择材料，完成制作。1.用抽水机抽水实验；2.讲解抽水过程；3.优化设计、选材等方案。项目分析项目实施1.了解活塞式抽水机的工作原理；2.设计活塞式抽水机；3.制作活塞式抽水机。课堂练习1.用离心式水泵抽取地下的水，当时大气压为76厘米水银柱，这离心水泵能抽出的水距水泵的高度为（

）A．76厘米B．13.6米C．10.3米D．103米C1.答案：C解析：当时的大气压为76厘米水银柱，为

．即：

，

，2.用如图所示的装置抽水，当活塞上升到s管口后继续上升，会发生的现象是()A.水从s管口流出B.管内水随活塞继续上升C.管内水面开始下降D.水不能从s管口流出，水保持在管口附近不动，既不上升也不下降C2.答案：C解析：本题易错选A.当活塞上升到S管口后再继续上升，活塞下水面将直接与大气连通，水在自身重力的作用下下降.3.如图是活塞式抽水机工作的示意图，下列说法错误的是()A.活塞式抽水机是利用大气压来工作的B.在图甲中，当用力在Q处向下压手柄PQ时，手柄上的P点受到的作用力竖直向上C.在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10mB3.答案：B解析：活塞式抽水机是先将筒内的空气排出，使其内部压强较小，水在外界大气压的作用下被压到高处，所以该抽水机是利用大气压工作的，故A正确;在题图甲中，当用力在Q处向下压手柄PQ时，手柄上的P点对活塞有一个向上的力，

由于物体间力的作用是相互的，活塞对P点的作用力是向下的，故B错误;在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时.阀门B由于受液体压力而关闭，形成一个闭合的空间，所以水被阻不能向下流动，故C正确;该抽水机是利用大气压来工作的，一个标准大气压能支持10m高的水柱，故该抽水机提升水的最大高度约为10m，故D正确.4.以下有关离心式水泵的扬程及工作原理的说法中，不正确的是（

）A．离心式水泵靠大气压提水，因此其扬程不可能高于10.4米B．离心式水泵的实际扬程可以高达20米以上C．离心式水泵的吸水扬程不可能高于10.4米D．离心式水泵的提水过程不仅仅靠大气压的作用A4.答案：A解析：离心式水泵的扬程分为吸水扬程和实际扬程．吸水扬程是指将水从低处吸至泵壳处的扬程，这取决于大气压的大小，实际扬程还包括叶轮将水向高处甩出的高度，因此，实际扬程大于吸水扬程．离心式水泵是利用大气压强来进行工作的，是大气压的力量将水从低处压到了泵壳处，因此，离心式水泵吸水扬程的最大高度可通过大气压进行计算．根据压强公式

p=ρgh得，

因此，离心式水泵的吸水扬程不可能高于10.4米．在吸水扬程的基础上，再加上叶轮对水的作用，其实际扬程会更大．综上所述，BCD说法均正确，不合题意，只有选项A符合题意．5.抽水机也叫水泵，如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中，活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门，这样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出，下列说法正确的是()A.阀门A向上打开是利用大气压B.阀门B与外部液面高度差不能超过约10mC.出水管口与外部液面的高度不能超过约10mD.阀门B向下关闭是利用大气压B5.答案：B解析：AD.由图可知，活塞式抽水机在使用时，提起活塞时，阀门A受到上方大气压的作用而关闭，活塞下面的空气变稀薄，气压小于外界大气压，于是低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入