資源簡介

(共32張PPT)
第九章 壓強
第4節 跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機
教學分析
課前準備
學習目標
1.理解大氣壓強的作用和如何利用它來抽水。
2.掌握活塞式抽水機的工作原理。
3.培養學生的動手能力和科學探究能力。
課前準備
教學分析
學習重點 ：活塞式抽水機的制作與原理。
學習難點 ：活塞式抽水機的設計與制作。
學習方法 ：1. 自主學習法；2.合作學習法；3.實踐體驗法。
相關準備：一個用來裝洗滌液的空瓶子、 一根筷子、一塊塑料片、一個玻璃球、一塊 橡皮膏、一根塑料管、抽水機模型等。
教學內容
01
情境引入
02
互動新授
03
鞏固拓展
04
課堂小結
點我喔
情境引入
俗話說，人往高處走，水往低處流，請問，為什么水要向低處流
想一想
因為水受重力的作用。
情境引入
想一想
那么如果我們住在高山上，如何將水引上山呢
剛才大家說得都很好，我們可以利用抽水機將水抽到山上，今天我們就來制作一臺“簡易活塞式抽水機”。
互動新授
一、項目提出
想一想
在我們制作“簡易抽水機”之前，你見過哪種抽水機
抽水機總體可以分為兩大類：
電動類水泵：離心式水泵、潛水泵等
手動式水泵：按壓式取水器、活塞式抽水機
互動新授
離心式水泵 潛水泵 按壓式取水器 活塞式抽水機
今天我們就來制作一臺簡易活塞式抽水機。
互動新授
想一想
我們今天的任務是制作一臺簡易活塞式抽水機，而在制作這個抽水 機之前，我們要做哪些準備工作，以確保我們能順利完成任務呢
二、項目分析
互動新授
總結
在制作這臺“簡易活塞式抽水機”之前，要做好以下三點：
1. 了解活塞式抽水機的結構及工作原理。
2.在了解了活塞式抽水機的基本結構之后，要先設計“簡易活塞式抽水機”, 即：要有一個設計圖，且圖紙越詳細越好。
3.在你設計的基礎上，還要選擇制作材料，最后再按照圖紙完成“簡易活塞式 抽水機”的制作。
下面我們就按照總結的這三條來逐一完成
互動新授
試一試
請你們利用這個模型將水抽上來，并在這個過程中，發現抽水機的工作過程和工作原理。
三、項目實施
活塞式抽水機的基本原理與構造
小活動
解釋“活塞式抽水機”的工作過程。
互動新授
基本原理
如圖是“活塞式抽水機”的結構示意圖，其中活塞A、B 可以上下移動，且都為單向活塞，即A、B閥門只能向上開啟.它的工作過程大致可以分為以下三步：
互動新授
第一步：如圖甲，我們將活塞提起，閥門A 受到大氣壓的作用而關閉，進而造成活塞的下面空氣稀薄，氣壓小于外界的大氣壓。于是，低處的水受到大氣壓的作用推開閥門B進入圓筒。
互動新授
第二步：如圖乙，當我們壓下活塞時，閥門B 在水的壓力下，向下關閉，進而使得水受阻不能向下流動，于是沖開閥門A 進入圓筒的上部。
互動新授
第三步：如圖丙，當我們再提起活塞時，活塞上面的水迫使閥門A 關閉，活塞上 面的水從出水管流出。與此同時，低處的水又在大氣壓的作用下推開閥門B 而進入圓筒。
就這樣，活塞在不停地上下移動的過程中，水就從管口連續不斷地流出了。
互動新授
動畫演示
互動新授
想一想
我們現在理解了 “活塞式抽水機”的工作過程，請問它把水抽上來的物理原理是什么
總結：
“活塞式抽水機”的基本原理是大氣壓強。與其說抽水機將水抽到高處，不如說是大氣壓將水“壓”到了高處。
互動新授
基本構造
大家知道了“活塞式抽水機”的基本原理后，請再次觀察“活塞式抽 水機”的模型，看一看其基本構成有哪些。
圓筒、活塞、上閥門、下閥門、連桿、進水管、出水管等組成。
互動新授
設計活塞式抽水機
我們現在了解了“活塞式抽水機”的基本原理與構造，下面請大家來設計 一 臺活塞式抽水機。
其中我們要重點考慮：
(1)如何選 一 個密封性好的圓筒
(2)用什么材料以及怎樣制作活塞
(3)用什么材料以及怎樣制作兩個閥門
(4)從哪兒進水，從哪兒出水
(5)以上制作所需材料你能否找到
(6)同時還要考慮制作的經濟成本，在保證制作成功的前提下，應盡量節約成 本，盡量變廢為寶，利用廢舊材料制作。
(7)制作所需工具有哪些
大家在設計并改進好方案后，請準備相關材料，開始自己的制作。
互動新授
制作活塞式抽水機
下面我們統一配發制作材料：
一個用來裝洗滌液的空瓶子、一根筷子、一 塊塑料片
一個玻璃球、 一塊橡皮膏、 一根塑料管
小活動
請每一小組清點材料，同時查看所發材料有無破損。
互動新授
制作
第一步：如圖1所示，剪下瓶子的瓶底，把瓶子上部作為抽水機的圓筒。把瓶底 再略剪 一 小部分作為活塞，使瓶底的外徑能與瓶子的內徑相吻合。使用剪刀時要注意安全。
互動新授
制作
第二步：如圖2,剪好后，我們再在瓶子的側壁上打一個出水口，插上一段塑料 管作為出水管。拔掉瓶蓋上的小帽，把瓶口作為進水口 。塑料管與側壁用熱熔膠密封 。使用熱熔槍時要注意防止燙傷。
互動新授
制作
第三步：如圖3，在活塞上打兩個孔A 、B, 中間的孔A 用來固定筷子 。用熱熔膠 (或橡皮膏)把塑料片的 一邊粘在活塞上，使塑料片能蓋住孔B，作為一個閥門。把玻 璃球放到瓶子里作為另 一個閥門。安裝好后，檢查活塞是否閉合自如。
互動新授
制作
第四步：如圖4,下面我們開始安裝活塞，注意固定各個連接點，待連接好后“抽水機”就組裝好了。下面我們來實踐一下這個“抽水機”能否工作。我們將組裝好的“抽水 機”的瓶口朝下放入水槽中(水槽中倒入適量水),上下拉動活塞，看“抽水機”能否把 水抽上來。若不可以，首先檢查各個連接點是否漏氣，其次檢查是否有堵塞的地方。
互動新授
制作
第五步：若你的“抽水機”能夠將水抽上來，請進一步改進你的作品，使得你的抽水機運轉更順暢，使用更便捷，同時進一步裝飾你的作品，使其更加美觀。
互動新授
四、展示交流
小活動
1.把制作的“活塞式抽水機”放在講臺上，展示自己的作品是否能抽水。
說一說：各有什么優缺點，應如何改進。
2.把制作的“活塞式抽水機”放在講臺上，展示抽水機的外觀。
討論：哪 一 個作品更加符合人們的使用習慣，哪個作品外觀最好看。
互動新授
小活動
3. 抽水成功后，利用自己的作品講解抽水機的工作過程 。
思考：這樣的抽水機提升水的最大高度是多少
總結：從理論上講， 一個標準大氣壓能夠支持10.3m高的水柱，所以這個抽水機提升水的高度也應是10 . 3 m。 但實際上由于漏氣等原因，實際高度應小于10m。
互動新授
小活動
4. 討論你現有的作品從材料選擇的角度還有哪些需要改進的地方
總結：我們已經制作出了一 臺“簡易活塞式抽水機”,并成功將水抽上來， 那么請你在現有這臺“抽水機”的基礎上，能否再設計出一 臺抽水機。這臺新設計出的抽水機抽水效果要更好，設計得要更加巧妙等，下面我們就來比比看吧!
這個任務記得課下完成
鞏固拓展
抽水機是利用大氣壓來工作的
B. 在圖甲中，當用力在Q 點 向下壓手柄PQ時，手柄上的P點受到的作用力豎直向上
C. 在圖乙中，在Q 點 向 上 抬 手 柄PQ 時，閥門 B 由于受液體壓力而關閉，水被阻不能向下流動
D. 這樣的抽水機提升水的最大高度約為10 m
B
【解析】 抽水機是先將筒內的空氣排出，使其內部壓強較小，水在外界大氣壓的作用下被壓到高處，所以抽水機是利用大氣壓來工作的，故A正確，不符合題意；在圖甲中，當用力在Q點向下壓手柄PQ時，手柄上的P點對活塞有一個向上的力，由于物體間力的作用是相互的，活塞對 P點的作用力是向下的，故B錯誤，符合題意；在圖乙中，在Q點向上抬手柄PQ時，閥門B由于受液體壓力而關閉，形成一個閉合的空間，所以水被阻不能向下流動，故C正確，不符合題意；抽水機是利用大氣壓來工作的，已知大氣壓強為po=1.0×10 Pa, 水的密度ρ水=1.0×10 kg/m ,則 由p=ρgh 可得 ,則一標準大氣壓能支持10m 高的水柱，故抽水機提升水的最大高度約為10m, 故D正確，不符合題意.
鞏固拓展
課堂小結
3.設計“活塞式抽水機”。
1.活塞式抽水機的基本原理：大氣壓強
圓筒、活塞、上閥門、下閥門、連桿、進水管、出水管等。
4.制作“活塞式抽水機”：
第1步：制作活塞
第2步：安裝出水口
第3步：安裝閥門和連桿 第4步：整體安裝
第5步：改進
5.展示交流。
下節課，再見！

展開更多......

收起↑