9.4跨学科实践：制作简易抽水机 课件 （共22张ppt）2024-2025学年人教版八年级物理下册

第4节 跨学科实践：制作简易抽水机
八年级物理上册 ?人教版
第九章——压强
教学目标
一
02
在制作过程中，学生需要进行观察、分析、推理和创新，培养科学思维能力。
科学思维
01
通过制作简易活塞式抽水机，让学生深入理解大气压强的概念和作用。
物理观念
03
学生通过动手实践，体验科学探究的过程，掌握实验设计和操作的方法。
科学探究
04
培养学生严谨认真的科学态度和团队合作精神，以及运用物理知识解决实际问题的责任感。
科学态度与责任

教学引入
二
　　我国古人很早就开始认识和应用大气压了。我国战国时期的青铜汲酒器。将其放入酒中时，汲酒器和酒缸就构成了一个连通器，酒水由底部的圆孔流进汲酒器内，用拇指压住孔并向上提起，在______ 的作用下酒水不会从底部孔流出；松开拇指，在_______ 的作用下酒水便会缓缓流下。
大气压
重力
如果需要不断地将液体提升到高处呢，有什么办法呢?
抽水机

教学引入
二
　　在生产生活中，人们经常需要将水从低处抽到高处，方法和工具有很多种。其中活塞式抽水机，利用人力反复提压手柄就可以抽水......
活塞式抽水机
【项目提出】
你能自己动手做一个
简易活塞式抽水机吗？

制作活塞式抽水机
三
【项目分析】
要制作简易活塞式抽水机，你需要完成以下步骤：
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，并评估其效果

制作活塞式抽水机
三
【项目实施】
①活塞式抽水机构造
　　活塞式抽水机又叫“吸取式抽水机”。活塞式抽水机包含出水管，圆筒，活塞(跟筒壁紧密接触且可上下移动)阀门A、B(只能向上开启)，进水管等，如图。
1.活塞式抽水机构造及工作原理
活塞式抽水机又是如何工作的呢？

演示实验
　　取一个注射器，把针头插到装水的杯子中，向上拉动活塞，能看到水从低处升到高处，如图所示。水为什么跟着活塞上升?
制作活塞式抽水机
三
活塞式抽水机可以将水源源不断的提升到高处。
筒内是真空活塞上提，大气压就把水压上来。

　　活塞式抽水机利用活塞的移动来排出空气，活塞有个阀门，下部还有个阀门造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出。
②活塞式抽水机工作原理
制作活塞式抽水机
三
大气压强
理解大气压强是抽水机工作的基础，即大气压能够支持一定高度的水柱。
气体的压强与体积的关系
气体压强随体积变化而变化，当活塞上移时，缸内体积增大压强减小，从而水被压入；当活塞下移时，缸内体积减小，压强增大，将水推出。
单问阀门的原理
单向阀门控制水流方向，确保水在活塞上升时进入缸内，在活塞下降时不回流。
物理学原理

　　活塞式抽水机又叫“吸取式抽水机”。利用活塞的移动来排出空气，活塞有个阀门，下部还有个阀门造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出。
　　当活塞压下时，阀门B关闭而阀门A打开；当活塞提上时，阀门A关闭，阀门B打开，在外界大气压的作用下，水从进水管通过阀门B从上方的出水口被压出。
吸水
提水
出水
③活塞式抽水机工作过程
你能利用所学知识，自己动手做一个简易活塞式抽水机吗？
制作活塞式抽水机
三

制作活塞式抽水机
三
2.设计活塞式抽水机
要制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题：
①如何选一个密封性好的圆筒?
③怎样制作活塞?
②从哪儿进水,从哪儿出水，又该怎样制作阀门?
选择材料时，尽量选取身边容易获取且有一定的耐用性。
选取圆筒时，应考虑密封性，要能和活塞紧密贴合。
制作阀门时要设计成只能向上开启的活动阀门。
制作活塞时，避免过大或过小，尽量能与圆筒紧紧贴合。

制作活塞式抽水机
三
3.制作活塞式抽水机
【制作材料】
　　一个空瓶子，一根筷子，一块塑料片，一个玻璃球，橡皮塞(可用软木塞代替)，一根塑料管、胶水、开孔器等。

制作活塞式抽水机
三
【制作过程】
1. 剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作为抽水机的圆筒。将减下瓶底稍作修剪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，用热熔胶固定好，作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口。
出水管
圆筒和活塞

制作活塞式抽水机
三
3. 在活塞上打两个孔A、B，将筷子插入中间的孔A并用热熔胶固定好，作为拉动活塞的动力杆；用粘合剂把一大小合适的塑料片的一边沾在活塞上，使塑料片可以盖住孔B，作为一个单向阀门。
筷子
孔A
孔B
塑料片
4. 将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。
简易活塞式抽水机结构图
圆筒
活塞

制作活塞式抽水机
三
【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。

制作活塞式抽水机
三
【展示交流】
1. 把制作好的抽水机的进水管插人水源(盛水的大杯子)，使活塞上下反复运动，便可把水不断地抽出来。以一比哪个小组制作的抽水机运转得更流畅，分享各自的体验或收获。
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。

制作活塞式抽水机
三
【思考与讨论】
1. 如果活塞比圆筒大，活塞会放不进圆筒中；如果活塞比圆筒小得多，会出现什么情况?
　　活塞比圆筒小得多时，内外气压相等，当活塞往上提时，水不会被提上去，因此，活塞要比圆筒略小一些。
简易活塞式抽水机结构图
圆筒
活塞

制作简易抽水机
三
2. 抽水、抽气、打气的装置都可以叫做唧筒，又叫泵。上述活塞式抽水机同样可以用来抽气，只要把它下端的进水管用一根乳胶管与待抽气的容器相连，反复提送活塞杆，即可将瓶中空气抽出。
3. 为什么可以用玻璃球作为下面的阀门，从活塞式抽水机工作时玻璃球的工作情况解释。
向上提活塞，水在大气压的作用下支撑起玻璃球并允许水进入圆筒，停止提活塞时，内外气压相等，玻璃球再次落下堵住进水口。
圆筒
活塞
随堂练习
四

1. 阅读下面短文，回答问题。
抽水机也叫水泵，是一种利用大气压强工作的抽水工具。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。使用时，有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水，这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，圆筒内气压①外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲)；当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水受阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入
圆筒的上部(图乙);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。与此同时，并
里的水又在大气压的作用下推开阀门②而进入圆
筒(图丙)。这样，活塞不停地上下移动，水就从
管口连续不断地流出。
随堂练习
四

1. 文中①处应填______(选填“大于”“小于”或“等于”)，
②处应填______(选填“A”或“B”)；
2.有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水，目的是增强活塞与筒壁间的______。
A. 气密性
B. 摩擦力
C. 压强
A
B
小于
随堂练习
四

3. 下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是______
A. 吸盘紧紧吸在墙上
B. 用吸尘器吸尘
C. 用吸管喝牛奶
D. 手机保护膜吸附在手机屏幕上
C
随堂练习
四

4. 在大气压为1×105Pa时，该抽水机提升水的最大高度是____m(g取10N/kg)，在海拔3000m的青藏高原该抽水机提升水的最大高度______(选填“高于”“低于”或“等于”)在珠海提升的最大高度。
10
低于
课堂小结
五
制作活塞抽水机
项目提出
项目分析
项目实施
展示交流