人教 八年級 下冊 物理 第9章《跨學(xué)科實踐 制作簡易活塞式抽水機》課件

第4節(jié)跨學(xué)科實踐：制作簡易活塞式抽水機第9章壓強感悟新知一、項目提出在生產(chǎn)和生活中，人們常用抽水機將水從低處抽到高處。其中有一種活塞式抽水機(如圖1)，利用人力反復(fù)提壓手柄就可以抽水。感悟新知對于很多80后的父母，活塞抽水機是童年記憶的一部分，上世紀八九十年代，活塞式抽水機曾是農(nóng)村家家戶戶必備的取水工具，當(dāng)時自來水不是很普及，為了方便飲水，很多農(nóng)戶都會在院子的合適地方打一口井，并安裝一臺活塞式抽水機。人們只需用手上下提壓搖桿，就能將地下水抽上來，方便實用。同學(xué)們對活塞式抽水機既陌生又好奇，想不想自己動手制作一臺簡易活塞式抽水機來抽水呢？感悟新知追溯起源古希臘人克特西比烏斯(公元前285-222年)發(fā)明的壓力泵是一種最原始的活塞泵。主要用來生產(chǎn)水柱以及從井口汲水。如圖3所示，汲酒器最早出現(xiàn)在戰(zhàn)國時期(公元前476年—前221年)，利用了大氣壓原理，具有汲取和移動水、酒等液體的功能。中國古人利用大氣壓原理設(shè)計的珍貴文物，比馬德堡半球?qū)嶒炘缌舜蠹s兩千年！感悟新知二、項目分析要制作簡易活塞式抽水機，你需要完成以下任務(wù)。(1)了解活塞式抽水機的結(jié)構(gòu)(如圖2)：它是由圓筒、活塞、單向閥門(上閥門和下閥門)、進水管、出水管和搖桿等組成的。感悟新知(2)理解活塞式抽水機的工作原理：活塞式抽水機是利用活塞的往復(fù)運動及大氣壓的共同作用把地下水從低處抽到高處的。我們自制的簡易活塞式抽水機就是根據(jù)此原理制作的。感悟新知拓展提升活塞式抽水機又叫吸取式抽水機(或壓水井)?？茖W(xué)素養(yǎng)讓孩子像科學(xué)家一樣思考問題，像工程師一樣解決問題。感悟新知活塞式抽水機的工作原理示意圖如圖4所示：感悟新知①吸水過程：如圖4甲所示，當(dāng)活塞通過連桿向上運動時，活塞與水面接觸處壓強較小，在大氣壓的作用下，活塞上的閥門A

關(guān)閉，井水強行推開圓筒下端的閥門B，水被壓入圓筒。②提水過程：如圖乙所示，當(dāng)活塞通過連桿向下運動時，圓筒下端閥門B

被其上面的水強行關(guān)閉?；钊系拈y門A被其下面的水強行打開，活塞運動到圓筒下端，水進入圓筒的上部。感悟新知③出水過程：如圖丙所示，當(dāng)活塞通過連桿再次向上運動時，活塞與水面接觸處壓強較小，在大氣壓的作用下，水強行推開圓筒下端的閥門B，水又被壓入圓筒內(nèi)；而閥門A

在活塞上面水的壓力作用下關(guān)閉，活塞上面的水隨著活塞一直向上運動，通過出水管流出。如此反復(fù)提壓活塞，水就會源源不斷地流出。感悟新知拓展提升由此可見，吸水過程是整個過程的基礎(chǔ)，提水過程是吸水過程的重復(fù)和量的積累，出水過程是提水過程量的積累達到一定程度時質(zhì)的飛躍，是提水過程的必然結(jié)果。感悟新知深度思考不費1度電，連續(xù)上下提壓搖桿，活塞式抽水機就能抽出水，你知道活塞式抽水機的工作原理嗎？深度理解活塞式抽水機是利用大氣壓的原理工作的。感悟新知(3)設(shè)計一臺簡易活塞式抽水機：簡易活塞式抽水機模型，如圖5。(4)選擇材料，完成制作：材料：塑料瓶、瓶蓋、泡沫墊、雪糕棒、小木棍、吸管、彈力球、帶蓋的塑料盒、塑料管、塑料片、針管。工具：熱熔膠槍、美工刀、迷你手電鉆、剪刀。感悟新知[青島市北區(qū)期末]如圖6所示為活塞式抽水機的工作原理示意圖，它是利用_______來抽水的，圖中提起活塞時，閥門_______關(guān)閉，大氣壓迫使水推開閥門_______，進入圓筒。例1大氣壓AB感悟新知解析：活塞式抽水機是利用大氣壓工作的。提起活塞時，閥門A

受到大氣壓的作用而關(guān)閉，活塞B

上方氣壓減小，在大氣壓的作用下，地下的水推開閥門B

進入圓筒；活塞下壓時，活塞中的水壓下閥門B，使其關(guān)閉，同時推開閥門A

進到活塞上面；再提起活塞時，重復(fù)前面過程，同時活塞上面的水隨活塞的上移從出水管流出。感悟新知1.[中考·成都]如圖，可以用吸管“吸”取杯中的飲料，下列現(xiàn)象中，“吸”的物理原理與其相同的是()A.公路旁用隔音墻“吸”收部分噪聲B.大樹通過根從土壤中“吸”取養(yǎng)分C.化學(xué)實驗中用膠頭滴管“吸”取藥液D.用絲綢摩擦過的玻璃棒“吸”引紙屑C感悟新知三、項目實施制作步驟(1)將塑料瓶底剪掉，如圖7A。感悟新知(2)在瓶蓋中間鉆孔，并在其底部固定一張中間鉆孔的泡沫墊，如圖B、C，將塑料片的一邊黏在瓶蓋上，使塑料片能蓋住小孔，作為一個閥門。感悟新知(3)在雪糕棒兩端鉆孔，作為吊桿。將吊桿置于小木棍中間并固定在瓶蓋上，如圖8D、E。感悟新知(4)制作撬桿的支撐臂并固定在塑料瓶上端，如圖F。(5)制作撬桿的搖臂并固定在支撐臂與吊桿上，如圖9G、H。感悟新知(6)在塑料瓶中間偏上部位鉆個孔，并固定一節(jié)針管外筒作為出水口，如圖I。把彈力球放入塑料瓶當(dāng)作閥門。(7)將塑料瓶穿過塑料盒的蓋子，并在末端連接一段塑料管作為進水管，如圖10J。往塑料盒中倒入適量清水后，提壓搖桿，就能將水抽上來，如圖K、L。感悟新知注意事項(1)

使用熱熔膠及其他工具時，務(wù)必注意操作安全。(2)

硬塑料圓筒盡可能選用透明的，以便演示時可觀察到其內(nèi)部情況。(3)

制作活塞時，泡沫墊要剪得盡可能圓些，其直徑應(yīng)比硬塑料圓筒的內(nèi)徑略大些。(4)

活塞上的閥門和圓筒下端的閥門只能向上開啟。為了加強閥門的密封性，取水前先往圓筒內(nèi)灌少量水。(5)

使用活塞式抽水機取水時，它最多可以把水抽高10米左右。感悟新知四、展示交流1.成果展示學(xué)生用自制活塞式抽水機取水。2.交流評價你在制作的過程遇到了哪些問題？感悟新知[深圳龍崗區(qū)期中]出土于戰(zhàn)國時期墓葬的竹節(jié)柄銅汲酒器，是我國目前發(fā)現(xiàn)的最早利用大氣壓原理的青銅器，比馬德堡半球?qū)嶒炘缌私鼉汕?，如圖11是該汲酒器取酒過程的示意圖，長柄上端與球形底部各開一小孔a、b。例2感悟新知當(dāng)汲酒器插入酒缸中時，汲酒器和酒缸就構(gòu)成了一個______，汲酒器中裝有酒水后，用拇指輕輕壓住方孔a

并向上提起汲酒器，汲進之酒毫無滴灑，這是由于______的作用。松開拇指，酒在______的作用下緩緩流出。連通器大氣壓重力感悟新知解析：當(dāng)將汲酒器插入酒缸中時，汲酒器和酒缸就構(gòu)成了一個連通器；汲酒器中裝有酒水后，用拇指輕輕壓住方孔a

并向上提起汲酒器，汲進之酒毫無滴灑，這是由于大氣壓的作用；重力方向是豎直向下的，因此松開拇指，酒在重力的作用下會