人教版八年级物理下册同步培优备课课件（新教材）9.4跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（33页ppt）

(共33张PPT)
人教版(新教材）物理8年级下册公开课精做课件
第九章 压强
9.4跨学科实践：制作简易活塞式
抽水机
物理观念：知道简易活塞式抽水机的主要结构和各部分的功能，理解活塞式抽水机的工作原理；了解大气压的应用，能够解决日常生活中与大气压现象有关的问题。
科学思维：设计制作方案时，能综合考虑材料特性、结构稳定性等因素，提升思维的系统性和决策的优化能力；测试改进阶段，能根据抽水效果分析问题原因，并提出针对性改进方案，发展问题解决能力。
科学探究：在制作简易活塞式抽水机的活动中，能够发现问题并提出设想，设计简单的实践方案，完成实践活动，并以作品形式呈现活动成果，提高工程实践能力。
科学态度与责任：经历简易活塞式抽水机的制作过程，提升合作学习的能力，体会知识的应用价值，增强团队协作精神，培养勇于探索的科学精神。
素养目标
在农田里，农民伯伯用抽水机把低处的水抽到高处灌溉庄稼，如图。大家有没有想过，抽水机是如何把水“抽”上来的？它们的内部结构有什么特点？
制作一台简易活塞式抽水机要满足哪些条件呢？
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。
观看用注射器将水从低处升到高处的过程，思考怎样才能持续不断地将水提升到高处呢？
视频 注射器吸水的过程
开口
堵住
堵住
打开
大气压
大气压
甲
乙
丙
如图是将注射器改进后持续吸水的过程。你还知道生活中有哪些类似的装置吗？
活塞式抽水机就利用前面的原理解决了持续抽水的问题，你能说说活塞式抽水机有哪些结构吗？
视频 活塞式抽水机
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（均只能向上开启），进水管等，如图。
使用时，若提起活塞，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞A下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B 进入圆筒。
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。
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，低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。
这样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出。
我们已经了解了活塞式抽水机的结构及工作原理。如果要制作一个活塞式抽水机，我们应如何选择材料？应注意哪些问题？
1.选择材料时，尽量选取身边常见的，容易获取的。
2.选取圆筒的材料时，应充分考虑密封性，要能够和选取的活塞紧密贴合。
3.制作阀门时要设计成只能向上开启的活动阀门。
4.所有选取的材料还应考虑一定的耐用性。
选取材料：一个空瓶子，一根筷子，一个橡胶塞、一块塑料（或橡胶）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。
制作过程：
图1
图2
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。
制作过程：
图4
图3
视频 用自制活塞式抽水机抽水
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、抽水性能、操作流畅程度、美观性等方面对简易活塞式抽水机进行评价。
评估内容 水平 A 水平 B 水平 C 自评档次
抽水性能 能持续抽水，且抽水量大 能抽水，但抽水量较小，或有间歇 不能抽水
操作流畅 程度 操作简便，抽水过程流畅 操作较为简便，抽水过程基本流畅 操作复杂，抽水过程不流畅
美观性 外观设计合理，结构美观 外观设计基本合理，结构较美观 外观设计不合理，结构不美观
优化方案 能提出多个改进方案，并实施改进 能提出 1-2 个改进方案，并实施改进 仅能提出改进方案，未实施改进
3.学生相互交流，从设计、选材上为自己制作的活塞式抽水机提出1~2条优化方案，总结经验并进行反思。
展示交流
[项目提出]
根据所学压强知识，自制简易活塞抽水机。
[项目分析]
了解活塞式抽水机的结构及原理
大气压
1.
如图甲所示是一种常见的活塞式抽水机的简易结构。它的工作原理是：当提起活塞时，阀门A关闭，活塞下面空气稀薄，在　　　　的作用下迫使水推开阀门
　　　　(填“A”或“B”)进入圆筒；
B
返回
A
如图乙所示，压下活塞时，阀门B关闭，水不能往下流，于是冲开阀门　　　　(填“A”或“B”)进入圆筒上部；如图丙所示，再提起活塞，阀门A关闭，水从出水管流出。如此不断上下移动活塞，水就会源源不断流出。
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？……
选择材料，完成制作。
[项目实施]
2.
A
材料准备：一个10 mL的针筒、一粒小铁珠(直径比针筒下口的直径稍大)、一个矿泉水瓶等。
(1)把针筒的针去掉，将针筒活塞拔出，把活塞的橡胶按如图甲所示方式将四周剪薄。这样四周较薄的地方相当于活塞式抽水机的阀门　　　　(填“A”或“B”)。
出
(2)将针帽倾斜剪成如图乙所示的样子。
(3)将针筒的上部烧软成如图丙的样子，再将剪好的针帽与处理好的针筒用热熔胶粘好，制成　　　　(填“进”或“出”)水管，如图丁。
B
(4)在针筒中放入小铁珠，再把处理好的活塞装回针筒。这样就制成了“活塞式抽水机模]型”。小铁球充当活塞式抽水机的阀门　　　　(填“A”或“B”)。
(5)把矿泉水瓶从底部往上量取10 cm左右剪开，底部用作装水的容器(充当井)。
(6)使用方法：
①在矿泉水瓶中装入适量红墨水。
②将“抽水机”的活塞压到底部，竖直拿好，把进水口浸入红墨水中。
③在“抽水机”中装入适量的水，然后上下来回缓慢拉动活塞，几次后水从出水口流出。
返回
返回
3.
便于观察实验现象
[展示交流]
在矿泉水瓶中装入红墨水的目的是________________。
返回
4.
大气压
“活塞向上运动时”水能够进入到针管中，是因为受到　　　　的作用。
返回
5.
提高活塞与圆筒之间的气密性
在“抽水机”中装入适量水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
返回
6.
上
实验结束后小点同学发现隔壁班级利用两个瓶子、吸管等器材制作了活塞式抽水机，如图所示，图中
　　　　(填“上”或“下”)方瓶子可作为活塞，完成实验。
返回
7.
装置气密性不好(合理即可)
在操作过程中会出现多次上下拉动活塞水没有流出的情况，请你猜想可能出现这种情况的原因：__________________________。(写出一条即可)
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