資源簡介

(共20張PPT)
9.4跨學科實踐：制作
簡易活塞式抽水機
第9章 壓強
人教版2024版物理八年級下冊【精做課件】
授課教師：********
班 級：********
時 間：********
導入新課（5 分鐘）
展示一些生活中與流體有關的現象圖片或視頻，如：飛機在空中飛行、風吹過窗簾飄動、湍急的河水沖走石頭、噴霧器能噴出霧狀液體等。引導學生觀察這些現象，提問：“在這些現象中，流體的流動與壓強之間可能存在怎樣的關系呢？” 引發學生思考，激發學生的探究欲望。
介紹流體的概念，液體和氣體都具有流動性，統稱為流體。從而引出本節課的主題 —— 流體壓強與流速的關系。
（二）新課講授（15 分鐘）
探究流體壓強與流速的關系
提出問題：引導學生根據生活經驗和觀察到的現象，思考流體壓強與流速之間的關系，提出探究問題 “流體壓強與流速之間有怎樣的定量關系？”
猜想假設：組織學生分組討論并進行猜想，學生可能會提出流速越大，壓強越大；或者流速越大，壓強越小等猜想。
設計實驗：介紹實驗器材，如兩張紙、一個乒乓球、一個漏斗、一個 U 形管壓強計、一個吹風機等。引導學生利用這些器材設計實驗來探究流體壓強與流速的關系。確定實驗方案：
實驗一：吹紙實驗：讓學生將兩張紙平行放置，然后向兩張紙中間吹氣，觀察兩張紙的運動情況。
實驗二：乒乓球在漏斗中不掉落實驗：將一個乒乓球放在漏斗口，用嘴從漏斗管口向下吹氣，同時放開乒乓球，觀察乒乓球的運動情況。
實驗三：利用 U 形管壓強計探究：設計一個裝置，讓水流或氣流通過不同粗細的管道，用 U 形管壓強計測量不同位置處的壓強，比較流速不同時壓強的大小。
進行實驗：學生分組進行實驗，教師巡視指導，提醒學生注意觀察實驗現象，準確記錄實驗數據。如在吹紙實驗中，觀察兩張紙是相互靠近還是遠離；在乒乓球實驗中，觀察乒乓球是否會掉落；在 U 形管壓強計實驗中，記錄不同位置 U 形管兩側液面的高度差。
分析數據：實驗結束后，各小組匯報實驗現象和數據。引導學生對實驗結果進行分析，得出結論：在流體中，流速越大的位置，壓強越小；流速越小的位置，壓強越大。
（三）跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機（20 分鐘）
實踐目標：讓學生通過制作簡易活塞式抽水機，直觀感受大氣壓強及流體壓強知識在實際抽水過程中的應用，培養學生的動手能力和跨學科知識運用能力。
材料準備：透明塑料瓶（帶瓶蓋）、橡膠管、塑料吸管、止水夾、剪刀、膠帶、水。
制作步驟：
制作活塞：將塑料吸管一端用膠帶密封，然后在吸管上纏繞一些棉花或海綿，使其能緊密貼合塑料瓶內壁，作為活塞。
組裝抽水機：在塑料瓶瓶蓋中心處用剪刀剪出一個剛好能插入塑料吸管的小孔，將帶有活塞的塑料吸管穿過瓶蓋小孔，確保密封良好。把橡膠管一端連接在塑料吸管上，另一端放入水中，在橡膠管靠近塑料瓶一端安裝止水夾。
原理分析：當向上拉動活塞（塑料吸管）時，塑料瓶內空氣體積增大，壓強減小，小于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下，水被壓入橡膠管和塑料瓶內；當向下推動活塞時，止水夾關閉，水被擠壓在塑料瓶內，再次向上拉動活塞時，水又被吸入，如此反復，實現抽水。這里運用了大氣壓強的知識，同時涉及到流體（水）在壓強差作用下的流動。
小組合作與問題解決：學生分組進行制作，在制作過程中鼓勵學生相互協作，共同解決遇到的問題，如活塞密封不嚴、橡膠管連接不緊密導致漏水等問題。教師巡視指導，適時給予幫助和引導。
（四）流體壓強與流速關系的應用（10 分鐘）
飛機升力的產生：展示飛機機翼的模型和圖片，講解飛機機翼的形狀特點，上表面是彎曲的，下表面比較平。當飛機飛行時，機翼上方空氣流速大，壓強小；機翼下方空氣流速小，壓強大。這樣機翼上下表面就存在壓力差，這個壓力差就是使飛機上升的升力。通過動畫演示或模擬實驗，讓學生更直觀地理解飛機升力產生的原理。
生活中的其他應用：組織學生討論生活中還有哪些現象利用了流體壓強與流速的關系，如火車站臺設置
5
課堂檢測
4
新知講解
6
變式訓練
7
中考考法
8
小結梳理
學習目錄
1
復習引入
2
新知講解
3
典例講解
活塞式抽水機在日常生活中使用時的場景
抽水機工作原理是什么呢？
農田灌溉
地下室排水
活塞式抽水機的工作原理
提起活塞，閥門 A 關閉，低處的水受到大氣壓的作用推開閥門 B 進入圓筒。
① 吸水：
壓下活塞，閥門 B 關閉，活塞下面的水沖開閥門 A 進入圓筒上部。
② 取水：
再次提起活塞時，閥門 A 關閉，水從側管流出，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。
③ 出水：
活塞式抽水機的工作原理
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任務一、了解活塞式抽水機的結構及工作原理
抽水機的工作過程
大氣壓強：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。
氣體壓強與體積的關系：氣體壓強隨體積變化而變化，當活塞向上移動時，缸內氣體體積增大，壓強減小，從而允許水被壓入；當活塞向下移動時，缸內氣體體積減小，壓強增大，將水推出。
單向閥門的原理：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。
任務二、設計簡易活塞式抽水機
思考設計活塞式抽水機的關鍵問題
(1)制作抽水機的圓筒時，應選擇什么樣的飲料瓶
應從密封性的角度分析選材的要求；
應選擇質地較硬的瓶子。
(2)活塞選擇塑料或橡膠為材料。
方便剪裁和打孔，同時便于密封。
(3)選擇一根吸管作為出水口。
如何制作圓筒、活塞、單向閥門、出水口等？
任務二、設計簡易活塞式抽水機
請提出自己的符合科學道理的改進意見和建議。
1. 制作閥門B（進水閥）
任務三、制作簡易活塞式抽水機
將一個空飲料瓶的瓶蓋取下，用電烙鐵在瓶蓋中央開一個直徑約為5mm的小孔，再將一顆螺絲釘插入小孔，并用螺帽固定，如圖所示。
2. 制作閥門A（活塞）
任務三、制作簡易活塞式抽水機
取一個空飲料瓶，在距離瓶口5cm處用剪刀剪開，再對瓶口漏斗狀部分進行修剪，使其頂部橫截面的直徑約為5.5cm。再取下空飲料瓶的瓶蓋，用電烙鐵開一個直徑約為5mm的小孔。用剪刀截取長度約為10cm的吸管，將吸管一端穿過小孔，并用熱熔膠固定。將竹簽一端插入吸管，再用熱熔膠固定，活塞就制作完成，如圖所示。
取另一個空飲料瓶，用剪刀從距離瓶底約4cm處剪開，并將切口修剪平整。將瓶身倒置，在距離瓶口約10cm處開一個直徑約為9mm的小孔。
用剪刀截取一根長度約12cm的吸管，將吸管一端插入孔中，使瓶內吸管盡可能與瓶壁齊平，再用熱熔膠密封固定，如圖所示。
3. 制作圓筒
任務三、制作簡易活塞式抽水機
4. 組裝
任務三、制作簡易活塞式抽水機
將閥門B、閥門A依次放入圓筒中，一個簡易活塞式抽水機就制作完成了。
5. 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，觀察水是否能通過閥門Ａ被有效吸入并排出。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。
6. 展示與交流
一旦測試成功，說明簡易活塞式抽水機就制作完成了。將抽水機的進水管插入盛水的大杯子中。觀察水被不斷抽出的過程，注意觀察活塞上下運動時，閥門A的開啟和關閉情況。 能用大氣壓的原理，闡述活塞式抽水機整個工作過程。
任務三、制作簡易活塞式抽水機
課堂教學展示
隨堂練習
1. 如圖的活塞式抽水機是利用__________來工作的。當圓筒下部（即閥門 B 以上）充滿水，活塞向下移動時，閥門 A___________（選填 “打開”或“關閉”，下空同），閥門 B__________。
大氣壓
打開
關閉
2. 如圖所示，洗手液瓶中有個按壓式吸液結構。向下按壓時，活塞向下移動，彈簧被壓縮使得進液閥門關閉，出液閥門打開，儲液筒里的液體從出液管流出瓶外；松開時，彈簧恢復原狀帶動活塞向上移動，出液閥門關閉，進液閥門
打開，液體從導液管通過進液
閥門進入儲液筒。活塞上下往
復運動，便能不斷把液體“吸”
出瓶外。
（1）該吸液結構的工作原理和________的工作原理相同。
A. 活塞式抽水機 B. 船閘 C. 壓強計
（2）按壓后松手時，液體從導液管通過進液閥門進入儲液筒，這是因為瓶中氣壓__________（選填“大于”“小于”或“等于”）儲液筒中氣壓。
A
大于
（3）如果航天員在空間站中按壓這種洗手液瓶蓋， __________（選填“能”或“不能”）擠出洗手液。
能
課堂教學展示
課堂小結
活塞式抽水機
結構
工作原理
① 吸水
② 取水
③ 出水
制作
1.從課后習題中選取；
2.完成練習冊本課時的習題。
課后反饋總結
布置作業
謝謝觀看！

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