資源簡介

(共22張PPT)
第4節 跨學科實踐：制作簡易抽水機
八年級物理下冊 人教版
第九章——壓強
教學目標
一
02
在制作過程中，學生需要進行觀察、分析、推理和創新，培養科學思維能力。
科學思維
01
通過制作簡易活塞式抽水機，讓學生深入理解大氣壓強的概念和作用。
物理觀念
03
學生通過動手實踐，體驗科學探究的過程，掌握實驗設計和操作的方法。
科學探究
04
培養學生嚴謹認真的科學態度和團隊合作精神，以及運用物理知識解決實際問題的責任感。
科學態度與責任
教學引入
二
　　我國古人很早就開始認識和應用大氣壓了。我國戰國時期的青銅汲酒器。將其放入酒中時，汲酒器和酒缸就構成了一個連通器，酒水由底部的圓孔流進汲酒器內，用拇指壓住孔并向上提起，在______ 的作用下酒水不會從底部孔流出；松開拇指，在_______ 的作用下酒水便會緩緩流下。
大氣壓
重力
如果需要不斷地將液體提升到高處呢，有什么辦法呢
抽水機
教學引入
二
　　在生產生活中，人們經常需要將水從低處抽到高處，方法和工具有很多種。其中活塞式抽水機，利用人力反復提壓手柄就可以抽水......
活塞式抽水機
【項目提出】
你能自己動手做一個
簡易活塞式抽水機嗎？
制作活塞式抽水機
三
【項目分析】
要制作簡易活塞式抽水機，你需要完成以下步驟：
①了解活塞式抽水機的結構及工作原理。
②設計一臺簡易活塞式抽水機。
③選擇材料，完成制作，并評估其效果
制作活塞式抽水機
三
【項目實施】
①活塞式抽水機構造
　　活塞式抽水機又叫“吸取式抽水機”。活塞式抽水機包含出水管，圓筒，活塞(跟筒壁緊密接觸且可上下移動)閥門A、B(只能向上開啟)，進水管等，如圖。
1.活塞式抽水機構造及工作原理
活塞式抽水機又是如何工作的呢？
演示實驗
　　取一個注射器，把針頭插到裝水的杯子中，向上拉動活塞，能看到水從低處升到高處，如圖所示。水為什么跟著活塞上升
制作活塞式抽水機
三
活塞式抽水機可以將水源源不斷的提升到高處。
筒內是真空活塞上提，大氣壓就把水壓上來。
　　活塞式抽水機利用活塞的移動來排出空氣，活塞有個閥門，下部還有個閥門造成內外氣壓差而使水在氣壓作用下上升抽出。
②活塞式抽水機工作原理
制作活塞式抽水機
三
大氣壓強
理解大氣壓強是抽水機工作的基礎，即大氣壓能夠支持一定高度的水柱。
氣體的壓強與體積的關系
氣體壓強隨體積變化而變化，當活塞上移時，缸內體積增大壓強減小，從而水被壓入；當活塞下移時，缸內體積減小，壓強增大，將水推出。
單問閥門的原理
單向閥門控制水流方向，確保水在活塞上升時進入缸內，在活塞下降時不回流。
物理學原理
　　活塞式抽水機又叫“吸取式抽水機”。利用活塞的移動來排出空氣，活塞有個閥門，下部還有個閥門造成內外氣壓差而使水在氣壓作用下上升抽出。
　　當活塞壓下時，閥門B關閉而閥門A打開；當活塞提上時，閥門A關閉，閥門B打開，在外界大氣壓的作用下，水從進水管通過閥門B從上方的出水口被壓出。
吸水
提水
出水
③活塞式抽水機工作過程
你能利用所學知識，自己動手做一個簡易活塞式抽水機嗎？
制作活塞式抽水機
三
制作活塞式抽水機
三
2.設計活塞式抽水機
要制作活塞式抽水機，需要考慮幾個關鍵問題：
①如何選一個密封性好的圓筒
③怎樣制作活塞
②從哪兒進水,從哪兒出水，又該怎樣制作閥門
選擇材料時，盡量選取身邊容易獲取且有一定的耐用性。
選取圓筒時，應考慮密封性，要能和活塞緊密貼合。
制作閥門時要設計成只能向上開啟的活動閥門。
制作活塞時，避免過大或過小，盡量能與圓筒緊緊貼合。
制作活塞式抽水機
三
3.制作活塞式抽水機
【制作材料】
　　一個空瓶子，一根筷子，一塊塑料片，一個玻璃球，橡皮塞(可用軟木塞代替)，一根塑料管、膠水、開孔器等。
制作活塞式抽水機
三
【制作過程】
1. 剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作為抽水機的圓筒。將減下瓶底稍作修剪作為活塞使瓶底的外徑與瓶子的內徑相吻合。
2. 在瓶子的側壁上打一個出水口，插上一段塑料管，用熱熔膠固定好，作為出水管。拔掉瓶蓋上的小帽，把瓶口作為進水口。
出水管
圓筒和活塞
制作活塞式抽水機
三
3. 在活塞上打兩個孔A、B，將筷子插入中間的孔A并用熱熔膠固定好，作為拉動活塞的動力桿；用粘合劑把一大小合適的塑料片的一邊沾在活塞上，使塑料片可以蓋住孔B，作為一個單向閥門。
筷子
孔A
孔B
塑料片
4. 將玻璃球放到瓶子里作為另一個閥門。裝上活塞，抽水機就組裝好了。
簡易活塞式抽水機結構圖
圓筒
活塞
制作活塞式抽水機
三
【測試與調整】
　　將整個裝置裝滿水，注意水位應低于出水口。上下移動活塞桿，觀察水是否能通過單向閥門被有效吸入并排出。特別注意檢查單向閥門的工作效果，確保水在活塞上升時能夠進入瓶內，而在活塞下降時不會回流。
　　如果發現有漏水或回流現象，檢查各連接處的密封
性和單向閥門的工作效果，并進行必要的調整。
制作活塞式抽水機
三
【展示交流】
1. 把制作好的抽水機的進水管插人水源(盛水的大杯子)，使活塞上下反復運動，便可把水不斷地抽出來。以一比哪個小組制作的抽水機運轉得更流暢，分享各自的體驗或收獲。
2. 開展小組討論，從材料是否易得、組裝的方便性、使用時的效果、耐用性等方面對簡易活塞式抽水機進行評價，嘗試對裝置進行改進。
3. 學生相互交流，總結經驗并進行反思。
制作活塞式抽水機
三
【思考與討論】
1. 如果活塞比圓筒大，活塞會放不進圓筒中；如果活塞比圓筒小得多，會出現什么情況
　　活塞比圓筒小得多時，內外氣壓相等，當活塞往上提時，水不會被提上去，因此，活塞要比圓筒略小一些。
簡易活塞式抽水機結構圖
圓筒
活塞
制作簡易抽水機
三
2. 抽水、抽氣、打氣的裝置都可以叫做唧筒，又叫泵。上述活塞式抽水機同樣可以用來抽氣，只要把它下端的進水管用一根乳膠管與待抽氣的容器相連，反復提送活塞桿，即可將瓶中空氣抽出。
3. 為什么可以用玻璃球作為下面的閥門，從活塞式抽水機工作時玻璃球的工作情況解釋。
向上提活塞，水在大氣壓的作用下支撐起玻璃球并允許水進入圓筒，停止提活塞時，內外氣壓相等，玻璃球再次落下堵住進水口。
圓筒
活塞
隨堂練習
四
1. 閱讀下面短文，回答問題。
抽水機也叫水泵，是一種利用大氣壓強工作的抽水工具。如圖是活塞式抽水機工作原理的示意圖。其中，活塞跟筒壁緊密接觸但是可以上下滑動，A、B是只能向上開啟的閥門。使用時，有經驗的人會先往抽水機的圓筒里倒一點水，這樣可以更容易把水抽出來。若提起活塞，閥門A受到大氣壓的作用而關閉，活塞的下面空氣稀薄，圓筒內氣壓①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(圖甲)；當壓下活塞時，閥門B被水壓下而關閉，水受阻不能向下流動，于是沖開閥門A進入
圓筒的上部(圖乙);再提起活塞時，活塞上面的水
迫使閥門A關閉，水從側管流出。與此同時，并
里的水又在大氣壓的作用下推開閥門②而進入圓
筒(圖丙)。這樣，活塞不停地上下移動，水就從
管口連續不斷地流出。
隨堂練習
四
1. 文中①處應填______(選填“大于”“小于”或“等于”)，
②處應填______(選填“A”或“B”)；
2.有經驗的人在使用該抽水機時先往圓筒里倒一點水，目的是增強活塞與筒壁間的______。
A. 氣密性
B. 摩擦力
C. 壓強
A
B
小于
隨堂練習
四
3. 下列現象與活塞式抽水機工作原理不相同的是______
A. 吸盤緊緊吸在墻上
B. 用吸塵器吸塵
C. 用吸管喝牛奶
D. 手機保護膜吸附在手機屏幕上
C
隨堂練習
四
4. 在大氣壓為1×105Pa時，該抽水機提升水的最大高度是____m(g取10N/kg)，在海拔3000m的青藏高原該抽水機提升水的最大高度______(選填“高于”“低于”或“等于”)在珠海提升的最大高度。
10
低于
課堂小結
五
制作活塞抽水機
項目提出
項目分析
項目實施
展示交流

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