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(共21張PPT)
跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機
第4節(jié)
第九章　壓強
2
知道活塞式抽水機的原理。
1
知道活塞式抽水機的構造。
3
了解生活中活塞式抽水機的應用。
觀察并思考
農村田間常見的裝置，你知道它是做什么用的嗎？
原來是這樣的用途！
活塞式抽水機
我們也來做一個
活塞式抽水機
一、活塞式抽水機的構造與原理
閱讀教材，了解活塞式抽水機的構造與原理，完成下面的內容。
1.構造：______、______、______、_________和_________。
2.活塞式抽水機是利用_________來抽水的，如圖所示為活塞式抽水機的工作原理示意圖。
圓筒
活塞
閥門
進水管
出水管
大氣壓
甲圖：提起活塞時，閥門___關閉，大氣壓迫使水推開閥門___，進入圓筒。
乙圖：壓下活塞時，閥門B______，活塞下面的水推開閥門___，涌入活塞上面。
丙圖：再提起活塞時，閥門___關閉，它上面的水從出水管流出，______迫使水推開閥門___，水又進入______。
A
B
關閉
A
A
大氣壓
B
圓筒
1.制作設計
(1)原理：____________。
(2)實驗器材：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，一個盛有水的水槽。
(3)參照生活中的活塞式抽水機，利用大氣壓強將水從低處抽往高處。
大氣壓強
二、設計與制作活塞式抽水機
2.制作活塞式抽水機
(1)如圖甲所示，剪下瓶子的瓶底，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，使瓶底的外徑與瓶子的內徑相吻合。
(2)如圖乙所示，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。
(3)如圖丙所示，在活塞上打兩個孔A、B，中間的孔A用來固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一邊黏在活塞上，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。
(4)如圖丁所示，裝上活塞，組裝好抽水機，將瓶口朝下浸入水槽里的水中，上下拉動活塞，將水抽上來。
3.反思與交流
(1)用來蓋住孔B的塑料片應__________________________，如果塑料片太厚，下方的水不易推開進入活塞上方，活塞提起時，上方的水會漏回下方。
(2)用玻璃球作為下方的閥門，玻璃球應選____________，這樣與瓶口之間不會因有縫隙而導致圓筒內外_______________，下方的水進不到圓筒。
較薄且易發(fā)生彈性形變
標準球體
氣壓差太小
學以致用
如圖是小明用洗滌液的空瓶子、筷子、塑料片、玻璃球和塑料管制作的活塞式抽水機模型，將瓶口浸在水中，上下拉動筷
子，就能將低處水槽里的水抽到高處的水杯中。
(1)該裝置的原理是利用____________的作用將水
由低處抽到高處的；
大氣壓強　
解析　活塞式抽水機在提起活塞時，閥門受到上方大氣壓的作用而關閉，活塞下面的空氣變稀薄，氣壓小于外界大氣壓，于是，低處的水在大氣壓的作用下推開瓶口處的玻璃球進入瓶子，從而將水由低處抽到高處；
(2)小明在與同學們交流時，發(fā)現(xiàn)小麗同學制作的活塞式抽水機不能把水抽到高處，經過檢查，上拉活塞時，水不能進入瓶子。于是他在再次操作前先從瓶子上方注入一些水，發(fā)現(xiàn)水流入活塞下方，但不能從瓶口處流出。小麗制作的活塞式抽水機不能把水抽到高處的原因可能是__________________________________________________；
活塞與瓶身間有縫隙(或閥門不能把活塞上的小孔密封)
解析　將水從瓶子上方注入，水流入活塞下方，不能從瓶口處流出，說明玻璃球與瓶口間密封性較好，但活塞與瓶子內壁間有縫隙，或閥門與活塞上的小孔間有縫隙，導致瓶內與外界的氣壓差較小，所以外界大氣壓不能將水從低處壓到高處；

(3)小明利用制作的成品_________(選填“能”
或“不能”)將水從一樓抽到五樓的教室里。
不能
解析　從一樓到五樓的高度大于10 m，大氣壓強最高只能支撐約10 m高的水柱，所以不能將水從
1樓抽到五樓。
1.活塞式抽水機中水能隨著活塞而上升，是由于________的作用，水不能隨活塞無限上升是由于______________________。
大氣壓
大氣壓有限
解析：活塞式抽水機在活塞上升過程中，在抽水機內部產生暫時的真空，水在大氣壓作用下被壓入抽水機內，再將其提到高處；
由公式p=ρgh得，大氣壓在標準狀況下為一定值p=1.013×105Pa ，大氣壓有限，抽水機抽水的高度h= =10.3m
抽水機最多能把水抽到10.3m高處。
2. 活塞式抽水機工作原理如圖所示，提起活塞時，閥門 ___關閉，管外的水在 ______的作用下進入圓筒。
大氣壓
A
A
B
活塞
3. 在海拔3000m以內，每升高10m ，大氣壓減小100Pa ，已知海平面處的大氣壓為1×105Pa ，處于海拔3000m的青藏高原某處的大氣壓為_________Pa；圖示為活塞式抽水機的示意圖，該抽水機在海平面處能提升水的最大高度為10m ，在海拔3000m的青藏高原某處能提升水的最大高度為_______m。
7
7×104
4. 清明假期小杰隨爸媽回鄉(xiāng)祭祖，在幫奶奶做家務時，一個給雞自動喂水的裝置引發(fā)了他的興趣。如圖甲所示，把一個裝滿水的瓶子倒放在水盆中，并使瓶口沒入水中，雞喝水的過程中，盆中水位下降至瓶口露出水面時，瓶中水自動流出補充到盆中，直到瓶口再次沒入水中，水停止流出，如此反復。經過研究他發(fā)現(xiàn)當瓶口沒入水中時，瓶內水柱上方的氣壓 ______ （選填“大于”、“小于”或“等于”）外界大氣壓，所以瓶中水不再流出。
小于
小杰 還發(fā)現(xiàn)奶奶家院子里還有一口壓井，通過查資料他明白了這口壓井是靠活塞式抽水機來提水的，其某個工作環(huán)節(jié)如圖乙所示，此時活塞向上移動， ______ 閥門關閉，水在 ______ 的作用下沖開 ______ 閥門，流入圓筒。 小杰 發(fā)現(xiàn)這兩個裝置的原理是相同的，你身邊還有應用相同原理的實例嗎？請任意舉出兩個： ____________ 、 ____________ 。
A
大氣壓
B
吸盤掛衣鉤
吸管吸飲料
5.如圖甲所示 ， 小明自制了一個 “ 吸管抽水機 ”(吸管與瓶身和瓶蓋接觸處均密封)。 瓶中加入水，蓋緊瓶蓋，當豎直吸管的下端與水平吸管在同一深度時，水平吸管不會出水(圖乙)；當豎直吸管下端高于水平吸管時，水平吸管會出水(圖丙)；豎直吸管位置越高，水平吸管出水越遠(圖丁)。請你利用所學習的物理知識，幫助小明解釋其中的道理。
液體內部壓強隨深度的增大而增大：當豎直吸管的下端與水平吸管在同一深度時，深度為0，水的壓強為0，水平吸管不會出水(圖乙)；當豎直吸管下端高于水平吸管時，深度不為0，水的壓強不為0，水平吸管會出水(圖丙)；豎直吸管位置越高，水平吸管出水越遠。
6.如圖是小明同學自制的“ 蠟燭抽水機 ”的實驗裝置。他將一支塑料軟管彎成∩形，一端插入A杯中，另一端插入B杯的水中。點燃A杯中的蠟燭后，用涂有凡士林硬紙片密封住A杯口。一段時間后，B杯中的水會被“抽”到A杯中，請你根據(jù)所學的物理知識幫小明解釋其中的原因。
點燃左邊杯中的蠟燭后，蠟燭燃燒會消耗左邊杯中的氧氣，用硬紙片封住左邊杯口，這樣左邊杯內的氣壓會減小，而右邊杯中的大氣壓不變，右邊杯中的水在大氣壓的作用下會壓入左邊杯中，即被“抽”到左邊杯中。

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