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人教版第九章第4节
制作简易活塞式抽水机
制作简易活塞式抽水机
老师
跨学科实践
跨学科实践
在生产生活中，人们常用抽水机将水从低处抽到高处。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。这节课我们将学会制作一台简易活塞式抽水机。
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。
取一根吸管，把一端插入装用饮用水的杯中，用力吸另一端，就能把水吸上来。在“吸”的过程中，吸管内气体压强__________，
____________外界大气压，大气压将饮用水压入管内。
活动一
吸管吸水
减小
小于
有没有办法在推动活塞时，使刚刚被压入注射器中的水仍然留在注射器中呢？
大
气
压
大
气
压
取一个注射器，把针头插到装有水的杯中，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，水就会被压回杯中。在“拉”的过程中，注射器内气体压强______，_______外界大气压，大气压将水压入注射器中。在推动活塞时，水被活塞推出。
活动二
注射器的工作原理
减小
小于
有没有办法使水仍然留在注射器中呢？
圆筒
出水管
进水管
结构
活塞式抽水机
活塞
阀门
活动三
了解活塞式抽水机的结构及工作原理。
1. 活塞式抽水机的结构
2. 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
活动四
设计一台简易的活塞式抽水机。
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
1. 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。
活动五
制作简易的活塞式抽水机
圆筒和活塞
2. 制作过程（小组成员分工）：
①圆筒和活塞：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出水口和进水口：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。在瓶盖上挖一个洞，将其作为进水口。
2. 制作过程（小组成员分工）：
洞的大小参考玻璃球的直径应小于玻璃球的直径。
出水口
进水口
③阀门：如图所示，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。
带阀门的活塞
玻璃球作为阀门
2. 制作过程（小组成员分工）：
玻璃球
阀门
结构效果图
④组装：装上活塞，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。
2. 制作过程（小组成员分工）：
制作过程参考
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机的功能的 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
1.活塞式抽水机提升水的最大高度
活塞式抽水机是利用大气压把水抽上来的，所以抽水机提升水的高度有上限，根据p=ρgh可知，提升水的最大高度
活塞式抽水机由于密封程度不好等原因，提水的高度达不到10.3m。在正常使用时，因为抽水机内部不可能为真空，所以只用于从 7~8 m 或更浅的井中抽水。
h = =
p
ρg
1.01×105Pa
1×103 kg/m3×9.8N/kg
=10.3m
2.自制活塞式抽水机的优化方案
（1）材料选择：
使用轻质、强度高的材料制作圆筒，能减轻整体重量，便于操作。同时制作圆筒的材料如果是透明的效果更好，以便演示时可观察到其内部情况。
（2）结构改进：
①增强密封性：活塞与圆筒之间的密封好坏是抽水机制作成功与否的关键。可以采用高质量的密封圈来减少漏水，提高抽水效率。同时确保所有连接部位尽量紧密，以减少空气进入。
②活塞设计：应考虑到其上下运动的顺畅性，优化形状和表面处理，使其更光滑，减少摩擦力。
③进水管和出水管的设计应便于连接和使用，同时保证水流的畅通无阻。
2.自制活塞式抽水机的优化方案
2.自制活塞式抽水机的优化方案
（3）操作方法：
在使用抽水机时，应确保进水管口浸在水中的深度足够，以保证吸水效果。活塞的上下运动应保持稳定和匀速，避免过快或过慢，以维持稳定的抽水效率。
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。
洗手液按压瓶工作原理
（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
活塞式抽水机
结构
工作原理
① 吸水
② 取水
③ 出水
制作
作业
学习辅导相应部分
制作过程参考2
一个可乐瓶子制作一个抽水机
