资源简介

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第九章 压强
八下物理 RJ
第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
1.理解活塞抽水机的工作原理，了解大气压强在其中的应用
2.通过动手制作、测试与调整的过程，培养学生的实践操作、解决问题的能力和团队合作精神
学习目标
3.培养不断探索、勇于挑战和实事求是的科学态度
课堂导入
视
频
新知探究
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。
项目提出
制作简易活塞式抽水机
本节我们就自己动手制作一台简易活塞式抽水机。
项目分析
新知探究
制作简易活塞式抽水机
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。
项目实施
新知探究
制作简易活塞式抽水机
1.了解活塞式抽水机的工作原理。
吸管吸饮料
视
频
新知探究
制作简易活塞式抽水机
（1）注射器的工作原理
怎样才能不断地将水提升到高处呢
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
新知探究
制作简易活塞式抽水机
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新知探究
制作简易活塞式抽水机
（2）活塞式抽水机
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
新知探究
制作简易活塞式抽水机
工作原理
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。
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。
新知探究
制作简易活塞式抽水机
视
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新知探究
制作简易活塞式抽水机
2.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
新知探究
制作简易活塞式抽水机
3.制作活塞式抽水机。
材料：装洗涤液的空瓶子1个，筷子1根，塑料片，
玻璃球1个，橡皮膏1块，塑料管1根，熔胶等。
（1）如图1所示，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。
新知探究
制作简易活塞式抽水机
（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（图2）。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口。
图1 圆筒和活塞
图2 出水管
（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（图3）。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。
新知探究
制作简易活塞式抽水机
图3 带阀门的活塞
（4）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。
玻璃球
阀门
图4 结构效果图
图4是抽水机结构效果图。
新知探究
制作简易活塞式抽水机
3.制作活塞式抽水机。
视
频
新知探究
制作简易活塞式抽水机
展示交流
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
新知探究
制作简易活塞式抽水机
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。
h = =
p
ρg
1.01×105Pa
1×103 kg/m3×9.8N/kg
=10.3m
新知探究
制作简易活塞式抽水机
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。
新知探究
制作简易活塞式抽水机
2.自制活塞式抽水机的优化方案
（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。
新知探究
制作简易活塞式抽水机
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。
例、按压泵常用于瓶装的洗手液、洗发水等，既方便取用，又节约用量。图甲是一瓶已启用的洗手液，按压泵中已充满洗手液。图乙是按压泵的结构示意图，其中手柄与活塞连成一个整体，小球A（阀门A处）、小球B（阀门B处）密度比洗手液略大，小球的上下活动引起阀门的
开合。
取液时，按压手柄，少量洗手
液从出液口溢出；松手后，手柄弹
回原位，洗手液又充满储液室。请
用所学知识解释上述工作过程。
典型例题
解析：取液前，小球A、B沉在阀门口，
阀门A、B关闭。取液时按压手柄，力
能使物体发生形变，弹簧被压缩，活
塞往下运动，挤压液体，储液室内液
体压强增大，作用在小球B上方的液体
压强增大，小球B不动，阀门B关闭。
作用在小球A下方的液体压强增大，小
球A向上运动，阀门A打开，洗手液从出液口溢出。松开手柄，弹簧恢复原状，势能转化成动能，推动活塞向上运动，储液室内形成了一个低压区，小球A下落，阀门A关闭，同时洗手液在瓶内气压作用下，冲开小球B，阀门B打开，洗手液进入储液室。
典型例题
典型例题
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频
制作简易活塞式
抽水机
项目提出
课堂小结
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。

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