资源简介

(共19张PPT)
第九章 压强
第4节 跨学科实践：自制活塞式抽水机
第4节
跨学科实践：自制活塞式抽水机
学习目标
01
理解活塞式抽水机的工作原理，掌握大气压和压强差的应用。
02
在制作过程中，学生需要进行观察、分析推理和创新，培养科学思维能力。
03
学生通过动手实践，体验科学探究的过程，掌握实验设计和操作的方法。
04
通过项目学习，培养学生主动获取知识的能力，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
项目背景
一
水是生命之源，但在一些地区，水资源匮乏，需要借助抽水机将水从低处输送到高处。
抽水机的工作原理涉及大气压强、压强差、连通器原理等物理知识，是初中物理学习的重要内容。
项目背景
一
中国抽水车的发展历史源远流长，从古代的水车到现代的抽水机，经历了漫长的技术演进。在古代，中国劳动人民发明了水车，这是一种利用人力、畜力或水力驱动的提水工具。水车的出现极大地提高了灌溉效率，促进了农业的发展。水车的种类繁多，包括畜力水车、水力水车和风力水车等。到了宋朝，活塞式抽水机的雏形开始出现。这种抽水机利用活塞在气缸内往复运动，通过阀门控制实现水的提升。活塞式抽水机的出现，标志着中国抽水技术的一大飞跃。明清时期，活塞式抽水机得到了进一步的发展和完善。在这一时期，出现了利用蒸汽机驱动的抽水机，这在一定程度上预示了现代工业抽水设备的诞生。进入20世纪，随着工业革命的推进，抽水技术得到了飞速发展。现代抽水机种类繁多，包括离心泵、潜水泵、螺杆泵等，广泛应用于农业灌溉、城市供水、工业生产等多个领域。
从古代的水车到现代的抽水机，中国抽水技术的发展历程充分展示了劳动人民的智慧和创新精神。活塞式抽水机作为这一发展过程中的重要里程碑，为现代抽水设备的诞生奠定了坚实的基础。
项目意义
二
思政意义
1.科技与文化的结合：通过中国抽水技术的发展历程，增强文化自信和创新意识。
2.责任感与使命感：学习古人在水资源管理中的智慧，激发学生保护水资源、饮水思源的社会责任感。
教育意义
1.跨学科实践：将物理知识与历史、文化结合，提升学生的综合素养。
2.团队合作：通过小组合作制作抽水机，培养学生的协作精神和沟通能力。
项目提出
三
我国古人很早就开始认识和应用大气压了。我国战国时期的青铜汲酒器。将其放入酒中时，汲酒器和酒缸就构成了一个连通器，酒水由底部的圆孔流进汲酒器内，用拇指压住孔并向上提起，在大气压的作用下酒水不会从底部孔流出;松开拇指，在 重力的作用下酒水便会缓缓流下。
古代人如何利用简单的工具实现抽水？这些工具的原理是什么？
项目提出
三
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。那么活塞式抽水机是如何将水从低处抽到高处的？这节课我们就一起制作一台简易活塞式抽水机。
项目分析
四
任务1 了解活塞式抽水机的工作原理
任务2 设计活塞式抽水机
任务3 制作活塞式抽水机
项目分析
四
任务1 了解活塞式抽水机的工作原理
取一个注射器，把针头插到装有水的盆中，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，水就会被压回盆中。怎样才能不断地将水提升到高处呢？
项目分析
四
1. 活塞式抽水机的结构
如图所示，活塞式抽水机主要由圆筒、活塞、两个只能向上开启的阀门（A、B）、出水管等组成。
项目分析
四
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：
2. 活塞式抽水机的工作原理
项目分析
四
任务2 设计活塞式抽水机
1.材料准备和工具选择：
主体结构：用来装洗涤液的空瓶子作为泵筒；木棍或金属杆（作为活塞推杆）。
阀门系统：塑料片或橡胶片（制作单向阀）；小螺丝或胶水（固定阀门）。
其他：吸水管（软管，长度根据需要）、出水口（硬质管或软管）、密封胶（防止漏气）。
2.设计泵体结构：泵筒竖直放置，底部连接吸水管，顶部侧方开孔连接出水管；活塞推杆从泵筒顶部插入，底部安装进水阀，侧方安装出水阀。
3.制作活塞组件并测试活塞在泵筒内的滑动是否顺畅且密封良好（可涂抹少量润滑油）。
项目分析
四
任务2 设计活塞式抽水机
5. 组装与密封测试
用胶水或热熔胶密封所有接口，确保无漏气。
将吸水管浸入水中，快速拉动活塞推杆，观察是否出水。
进水阀（泵筒底部）：在泵筒底部开孔，插入吸水管并密封；把玻璃球放到瓶子里形成“重力阀”（水可进入泵筒，但无法倒流）。
出水阀（泵筒侧方）：在泵筒侧壁顶部开孔，连接出水管；在泵筒内侧用胶水固定塑料片，仅允许水向外推出。
4.安装单向阀门
项目分析
四
任务3 制作活塞式抽水机
各组根据设计的方案，选择合适的材料，完成制作。
制作过程中要注意安全，合理使用工具。
项目实施
五
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。
项目实施
五
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：如图，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。
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。
项目实施
五
制作过程的视频
展示与评价
六
对抽水机进行展示及评价!
谢 谢 大 家 ！

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