资源简介

(共32张PPT)
第九章 压强
第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
教学分析
课前准备
学习目标
1.理解大气压强的作用和如何利用它来抽水。
2.掌握活塞式抽水机的工作原理。
3.培养学生的动手能力和科学探究能力。
课前准备
教学分析
学习重点 ：活塞式抽水机的制作与原理。
学习难点 ：活塞式抽水机的设计与制作。
学习方法 ：1. 自主学习法；2.合作学习法；3.实践体验法。
相关准备：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、抽水机模型等。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
点我喔
情境引入
俗话说，人往高处走，水往低处流，请问，为什么水要向低处流
想一想
因为水受重力的作用。
情境引入
想一想
那么如果我们住在高山上，如何将水引上山呢
刚才大家说得都很好，我们可以利用抽水机将水抽到山上，今天我们就来制作一台“简易活塞式抽水机”。
互动新授
一、项目提出
想一想
在我们制作“简易抽水机”之前，你见过哪种抽水机
抽水机总体可以分为两大类：
电动类水泵：离心式水泵、潜水泵等
手动式水泵：按压式取水器、活塞式抽水机
互动新授
离心式水泵 潜水泵 按压式取水器 活塞式抽水机
今天我们就来制作一台简易活塞式抽水机。
互动新授
想一想
我们今天的任务是制作一台简易活塞式抽水机，而在制作这个抽水 机之前，我们要做哪些准备工作，以确保我们能顺利完成任务呢
二、项目分析
互动新授
总结
在制作这台“简易活塞式抽水机”之前，要做好以下三点：
1. 了解活塞式抽水机的结构及工作原理。
2.在了解了活塞式抽水机的基本结构之后，要先设计“简易活塞式抽水机”, 即：要有一个设计图，且图纸越详细越好。
3.在你设计的基础上，还要选择制作材料，最后再按照图纸完成“简易活塞式 抽水机”的制作。
下面我们就按照总结的这三条来逐一完成
互动新授
试一试
请你们利用这个模型将水抽上来，并在这个过程中，发现抽水机的工作过程和工作原理。
三、项目实施
活塞式抽水机的基本原理与构造
小活动
解释“活塞式抽水机”的工作过程。
互动新授
基本原理
如图是“活塞式抽水机”的结构示意图，其中活塞A、B 可以上下移动，且都为单向活塞，即A、B阀门只能向上开启.它的工作过程大致可以分为以下三步：
互动新授
第一步：如图甲，我们将活塞提起，阀门A 受到大气压的作用而关闭，进而造成活塞的下面空气稀薄，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。
互动新授
第二步：如图乙，当我们压下活塞时，阀门B 在水的压力下，向下关闭，进而使得水受阻不能向下流动，于是冲开阀门A 进入圆筒的上部。
互动新授
第三步：如图丙，当我们再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A 关闭，活塞上 面的水从出水管流出。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。
就这样，活塞在不停地上下移动的过程中，水就从管口连续不断地流出了。
互动新授
动画演示
互动新授
想一想
我们现在理解了 “活塞式抽水机”的工作过程，请问它把水抽上来的物理原理是什么
总结：
“活塞式抽水机”的基本原理是大气压强。与其说抽水机将水抽到高处，不如说是大气压将水“压”到了高处。
互动新授
基本构造
大家知道了“活塞式抽水机”的基本原理后，请再次观察“活塞式抽 水机”的模型，看一看其基本构成有哪些。
圆筒、活塞、上阀门、下阀门、连杆、进水管、出水管等组成。
互动新授
设计活塞式抽水机
我们现在了解了“活塞式抽水机”的基本原理与构造，下面请大家来设计 一 台活塞式抽水机。
其中我们要重点考虑：
(1)如何选 一 个密封性好的圆筒
(2)用什么材料以及怎样制作活塞
(3)用什么材料以及怎样制作两个阀门
(4)从哪儿进水，从哪儿出水
(5)以上制作所需材料你能否找到
(6)同时还要考虑制作的经济成本，在保证制作成功的前提下，应尽量节约成 本，尽量变废为宝，利用废旧材料制作。
(7)制作所需工具有哪些
大家在设计并改进好方案后，请准备相关材料，开始自己的制作。
互动新授
制作活塞式抽水机
下面我们统一配发制作材料：
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
小活动
请每一小组清点材料，同时查看所发材料有无破损。
互动新授
制作
第一步：如图1所示，剪下瓶子的瓶底，把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，使瓶底的外径能与瓶子的内径相吻合。使用剪刀时要注意安全。
互动新授
制作
第二步：如图2,剪好后，我们再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。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口 。塑料管与侧壁用热熔胶密封 。使用热熔枪时要注意防止烫伤。
互动新授
制作
第三步：如图3，在活塞上打两个孔A 、B, 中间的孔A 用来固定筷子 。用热熔胶 (或橡皮膏)把塑料片的 一边粘在活塞上，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。安装好后，检查活塞是否闭合自如。
互动新授
制作
第四步：如图4,下面我们开始安装活塞，注意固定各个连接点，待连接好后“抽水机”就组装好了。下面我们来实践一下这个“抽水机”能否工作。我们将组装好的“抽水 机”的瓶口朝下放入水槽中(水槽中倒入适量水),上下拉动活塞，看“抽水机”能否把 水抽上来。若不可以，首先检查各个连接点是否漏气，其次检查是否有堵塞的地方。
互动新授
制作
第五步：若你的“抽水机”能够将水抽上来，请进一步改进你的作品，使得你的抽水机运转更顺畅，使用更便捷，同时进一步装饰你的作品，使其更加美观。
互动新授
四、展示交流
小活动
1.把制作的“活塞式抽水机”放在讲台上，展示自己的作品是否能抽水。
说一说：各有什么优缺点，应如何改进。
2.把制作的“活塞式抽水机”放在讲台上，展示抽水机的外观。
讨论：哪 一 个作品更加符合人们的使用习惯，哪个作品外观最好看。
互动新授
小活动
3. 抽水成功后，利用自己的作品讲解抽水机的工作过程 。
思考：这样的抽水机提升水的最大高度是多少
总结：从理论上讲， 一个标准大气压能够支持10.3m高的水柱，所以这个抽水机提升水的高度也应是10 . 3 m。 但实际上由于漏气等原因，实际高度应小于10m。
互动新授
小活动
4. 讨论你现有的作品从材料选择的角度还有哪些需要改进的地方
总结：我们已经制作出了一 台“简易活塞式抽水机”,并成功将水抽上来， 那么请你在现有这台“抽水机”的基础上，能否再设计出一 台抽水机。这台新设计出的抽水机抽水效果要更好，设计得要更加巧妙等，下面我们就来比比看吧!
这个任务记得课下完成
巩固拓展
抽水机是利用大气压来工作的
B. 在图甲中，当用力在Q 点 向下压手柄PQ时，手柄上的P点受到的作用力竖直向上
C. 在图乙中，在Q 点 向 上 抬 手 柄PQ 时，阀门 B 由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动
D. 这样的抽水机提升水的最大高度约为10 m
B
【解析】 抽水机是先将筒内的空气排出，使其内部压强较小，水在外界大气压的作用下被压到高处，所以抽水机是利用大气压来工作的，故A正确，不符合题意；在图甲中，当用力在Q点向下压手柄PQ时，手柄上的P点对活塞有一个向上的力，由于物体间力的作用是相互的，活塞对 P点的作用力是向下的，故B错误，符合题意；在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，形成一个闭合的空间，所以水被阻不能向下流动，故C正确，不符合题意；抽水机是利用大气压来工作的，已知大气压强为po=1.0×10 Pa, 水的密度ρ水=1.0×10 kg/m ,则 由p=ρgh 可得 ,则一标准大气压能支持10m 高的水柱，故抽水机提升水的最大高度约为10m, 故D正确，不符合题意.
巩固拓展
课堂小结
3.设计“活塞式抽水机”。
1.活塞式抽水机的基本原理：大气压强
圆筒、活塞、上阀门、下阀门、连杆、进水管、出水管等。
4.制作“活塞式抽水机”：
第1步：制作活塞
第2步：安装出水口
第3步：安装阀门和连杆 第4步：整体安装
第5步：改进
5.展示交流。
下节课，再见！

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