9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机---2024-2025学年人教2024版物理八年级下册教学同步课件（内嵌1个视频）（20页PPT）

(共20张PPT)
9.4跨学科实践：制作
简易活塞式抽水机
第9章 压强
人教版2024版物理八年级下册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
导入新课（5 分钟）
展示一些生活中与流体有关的现象图片或视频，如：飞机在空中飞行、风吹过窗帘飘动、湍急的河水冲走石头、喷雾器能喷出雾状液体等。引导学生观察这些现象，提问：“在这些现象中，流体的流动与压强之间可能存在怎样的关系呢？” 引发学生思考，激发学生的探究欲望。
介绍流体的概念，液体和气体都具有流动性，统称为流体。从而引出本节课的主题 —— 流体压强与流速的关系。
（二）新课讲授（15 分钟）
探究流体压强与流速的关系
提出问题：引导学生根据生活经验和观察到的现象，思考流体压强与流速之间的关系，提出探究问题 “流体压强与流速之间有怎样的定量关系？”
猜想假设：组织学生分组讨论并进行猜想，学生可能会提出流速越大，压强越大；或者流速越大，压强越小等猜想。
设计实验：介绍实验器材，如两张纸、一个乒乓球、一个漏斗、一个 U 形管压强计、一个吹风机等。引导学生利用这些器材设计实验来探究流体压强与流速的关系。确定实验方案：
实验一：吹纸实验：让学生将两张纸平行放置，然后向两张纸中间吹气，观察两张纸的运动情况。
实验二：乒乓球在漏斗中不掉落实验：将一个乒乓球放在漏斗口，用嘴从漏斗管口向下吹气，同时放开乒乓球，观察乒乓球的运动情况。
实验三：利用 U 形管压强计探究：设计一个装置，让水流或气流通过不同粗细的管道，用 U 形管压强计测量不同位置处的压强，比较流速不同时压强的大小。
进行实验：学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生注意观察实验现象，准确记录实验数据。如在吹纸实验中，观察两张纸是相互靠近还是远离；在乒乓球实验中，观察乒乓球是否会掉落；在 U 形管压强计实验中，记录不同位置 U 形管两侧液面的高度差。
分析数据：实验结束后，各小组汇报实验现象和数据。引导学生对实验结果进行分析，得出结论：在流体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。
（三）跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（20 分钟）
实践目标：让学生通过制作简易活塞式抽水机，直观感受大气压强及流体压强知识在实际抽水过程中的应用，培养学生的动手能力和跨学科知识运用能力。
材料准备：透明塑料瓶（带瓶盖）、橡胶管、塑料吸管、止水夹、剪刀、胶带、水。
制作步骤：
制作活塞：将塑料吸管一端用胶带密封，然后在吸管上缠绕一些棉花或海绵，使其能紧密贴合塑料瓶内壁，作为活塞。
组装抽水机：在塑料瓶瓶盖中心处用剪刀剪出一个刚好能插入塑料吸管的小孔，将带有活塞的塑料吸管穿过瓶盖小孔，确保密封良好。把橡胶管一端连接在塑料吸管上，另一端放入水中，在橡胶管靠近塑料瓶一端安装止水夹。
原理分析：当向上拉动活塞（塑料吸管）时，塑料瓶内空气体积增大，压强减小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下，水被压入橡胶管和塑料瓶内；当向下推动活塞时，止水夹关闭，水被挤压在塑料瓶内，再次向上拉动活塞时，水又被吸入，如此反复，实现抽水。这里运用了大气压强的知识，同时涉及到流体（水）在压强差作用下的流动。
小组合作与问题解决：学生分组进行制作，在制作过程中鼓励学生相互协作，共同解决遇到的问题，如活塞密封不严、橡胶管连接不紧密导致漏水等问题。教师巡视指导，适时给予帮助和引导。
（四）流体压强与流速关系的应用（10 分钟）
飞机升力的产生：展示飞机机翼的模型和图片，讲解飞机机翼的形状特点，上表面是弯曲的，下表面比较平。当飞机飞行时，机翼上方空气流速大，压强小；机翼下方空气流速小，压强大。这样机翼上下表面就存在压力差，这个压力差就是使飞机上升的升力。通过动画演示或模拟实验，让学生更直观地理解飞机升力产生的原理。
生活中的其他应用：组织学生讨论生活中还有哪些现象利用了流体压强与流速的关系，如火车站台设置
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
活塞式抽水机在日常生活中使用时的场景
抽水机工作原理是什么呢？
农田灌溉
地下室排水
活塞式抽水机的工作原理
提起活塞，阀门 A 关闭，低处的水受到大气压的作用推开阀门 B 进入圆筒。
① 吸水：
压下活塞，阀门 B 关闭，活塞下面的水冲开阀门 A 进入圆筒上部。
② 取水：
再次提起活塞时，阀门 A 关闭，水从侧管流出，与此同时，低处的水又在大气压的作用下推开阀门 B 而进入圆筒。
③ 出水：
活塞式抽水机的工作原理
点击画面播放
任务一、了解活塞式抽水机的结构及工作原理
抽水机的工作过程
大气压强：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。
气体压强与体积的关系：气体压强随体积变化而变化，当活塞向上移动时，缸内气体体积增大，压强减小，从而允许水被压入；当活塞向下移动时，缸内气体体积减小，压强增大，将水推出。
单向阀门的原理：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。
任务二、设计简易活塞式抽水机
思考设计活塞式抽水机的关键问题
(1)制作抽水机的圆筒时，应选择什么样的饮料瓶
应从密封性的角度分析选材的要求；
应选择质地较硬的瓶子。
(2)活塞选择塑料或橡胶为材料。
方便剪裁和打孔，同时便于密封。
(3)选择一根吸管作为出水口。
如何制作圆筒、活塞、单向阀门、出水口等？
任务二、设计简易活塞式抽水机
请提出自己的符合科学道理的改进意见和建议。
1. 制作阀门B（进水阀）
任务三、制作简易活塞式抽水机
将一个空饮料瓶的瓶盖取下，用电烙铁在瓶盖中央开一个直径约为5mm的小孔，再将一颗螺丝钉插入小孔，并用螺帽固定，如图所示。
2. 制作阀门A（活塞）
任务三、制作简易活塞式抽水机
取一个空饮料瓶，在距离瓶口5cm处用剪刀剪开，再对瓶口漏斗状部分进行修剪，使其顶部横截面的直径约为5.5cm。再取下空饮料瓶的瓶盖，用电烙铁开一个直径约为5mm的小孔。用剪刀截取长度约为10cm的吸管，将吸管一端穿过小孔，并用热熔胶固定。将竹签一端插入吸管，再用热熔胶固定，活塞就制作完成，如图所示。
取另一个空饮料瓶，用剪刀从距离瓶底约4cm处剪开，并将切口修剪平整。将瓶身倒置，在距离瓶口约10cm处开一个直径约为9mm的小孔。
用剪刀截取一根长度约12cm的吸管，将吸管一端插入孔中，使瓶内吸管尽可能与瓶壁齐平，再用热熔胶密封固定，如图所示。
3. 制作圆筒
任务三、制作简易活塞式抽水机
4. 组装
任务三、制作简易活塞式抽水机
将阀门B、阀门A依次放入圆筒中，一个简易活塞式抽水机就制作完成了。
5. 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，观察水是否能通过阀门Ａ被有效吸入并排出。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。
6. 展示与交流
一旦测试成功，说明简易活塞式抽水机就制作完成了。将抽水机的进水管插入盛水的大杯子中。观察水被不断抽出的过程，注意观察活塞上下运动时，阀门A的开启和关闭情况。 能用大气压的原理，阐述活塞式抽水机整个工作过程。
任务三、制作简易活塞式抽水机
课堂教学展示
随堂练习
1. 如图的活塞式抽水机是利用__________来工作的。当圆筒下部（即阀门 B 以上）充满水，活塞向下移动时，阀门 A___________（选填 “打开”或“关闭”，下空同），阀门 B__________。
大气压
打开
关闭
2. 如图所示，洗手液瓶中有个按压式吸液结构。向下按压时，活塞向下移动，弹簧被压缩使得进液阀门关闭，出液阀门打开，储液筒里的液体从出液管流出瓶外；松开时，弹簧恢复原状带动活塞向上移动，出液阀门关闭，进液阀门
打开，液体从导液管通过进液
阀门进入储液筒。活塞上下往
复运动，便能不断把液体“吸”
出瓶外。
（1）该吸液结构的工作原理和________的工作原理相同。
A. 活塞式抽水机 B. 船闸 C. 压强计
（2）按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入储液筒，这是因为瓶中气压__________（选填“大于”“小于”或“等于”）储液筒中气压。
A
大于
（3）如果航天员在空间站中按压这种洗手液瓶盖， __________（选填“能”或“不能”）挤出洗手液。
能
课堂教学展示
课堂小结
活塞式抽水机
结构
工作原理
① 吸水
② 取水
③ 出水
制作
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
课后反馈总结
布置作业
谢谢观看！