9.4跨学科实践：制作简易抽水机（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（人教版2024）

第4节 跨学科实践：制作简易抽水机 八年级物理上册 •人教版 第九章——压强 教学目标 一 02 在制作过程中，学生需要进行观察、分析、推理和创新，培养科学思维能力。 科学思维 01 通过制作简易活塞式抽水机，让学生深入理解大气压强的概念和作用。 物理观念 03 学生通过动手实践，体验科学探究的过程，掌握实验设计和操作的方法。 科学探究 04 培养学生严谨认真的科学态度和团队合作精神，以及运用物理知识解决实际问题的责任感。 科学态度与责任 教学引入 二 　　我国古人很早就开始认识和应用大气压了。我国战国时期的青铜汲酒器。将其放入酒中时，汲酒器和酒缸就构成了一个连通器，酒水由底部的圆孔流进汲酒器内，用拇指压住孔并向上提起，在______ 的作用下酒水不会从底部孔流出；松开拇指，在_______ 的作用下酒水便会缓缓流下。 大气压 重力 如果需要不断地将液体提升到高处呢，有什么办法呢? 抽水机 教学引入 二 　　在生产生活中，人们经常需要将水从低处抽到高处，方法和工具有很多种。其中活塞式抽水机，利用人力反复提压手柄就可以抽水...... 活塞式抽水机 【项目提出】 你能自己动手做一个 简易活塞式抽水机吗？ 制作活塞式抽水机 三 【项目分析】 要制作简易活塞式抽水机，你需要完成以下步骤： ①了解活塞式抽水机的结构及工作原理。 ②设计一台简易活塞式抽水机。 ③选择材料，完成制作，并评估其效果 制作活塞式抽水机 三 【项目实施】 ①活塞式抽水机构造 　　活塞式抽水机又叫“吸取式抽水机”。活塞式抽水机包含出水管，圆筒，活塞(跟筒壁紧密接触且可上下移动)阀门A、B(只能向上开启)，进水管等，如图。 1.活塞式抽水机构造及工作原理 活塞式抽水机又是如何工作的呢？ 演示实验 　　取一个注射器，把针头插到装水的杯子中，向上拉动活塞，能看到水从低处升到高处，如图所示。水为什么跟着活塞上升? 制作活塞式抽水机 三 活塞式抽水机可以将水源源不断的提升到高处。 筒内是真空活塞上提，大气压就把水压上来。 　　活塞式抽水机利用活塞的移动来排出空气，活塞有个阀门，下部还有个阀门造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出。 ②活塞式抽水机工作原理 制作活塞式抽水机 三 大气压强 理解大气压强是抽水机工作的基础，即大气压能够支持一定高度的水柱。 气体的压强与体积的关系 气体压强随体积变化而变化，当活塞上移时，缸内体积增大压强减小，从而水被压入；当活塞下移时，缸内体积减小，压强增大，将水推出。 单问阀门的原理 单向阀门控制水流方向，确保水在活塞上升时进入缸内，在活塞下降时不回流。 物理学原理 　　活塞式抽水机又叫“吸取式抽水机”。利用活塞的移动来排出空气，活塞有个阀门，下部还有个阀门造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出。 　　当活塞压下时，阀门B关闭而阀门A打开；当活塞提上时，阀门A关闭，阀门B打开，在外界大气压的作用下，水从进水管通过阀门B从上方的出水口被压出。 吸水 提水 出水 ③活塞式抽水机工作过程 你能利用所学知识，自己动手做一个简易活塞式抽水机吗？ 制作活塞式抽水机 三 制作活塞式抽水机 三 2.设计活塞式抽水机 要制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题： ①如何选一个密封性好的圆筒? ③怎样制作活塞? ②从哪儿进水,从哪儿出水，又该怎样制作阀门? 选择材料时，尽量选取身边容易获取且有一定的耐用性。 选取圆筒时，应考虑密封性，要能和活塞紧密贴合。 制作阀门时要设计成只能向上开启的活动阀门。 制作活塞时，避免过大或过小，尽量能与圆筒紧紧贴合。 制作活塞式抽水机 三 3.制作活塞式抽水机 【制作材料】 　　一个空瓶子，一根筷子，一块塑料片，一个玻璃球，橡皮塞(可用软木塞代替)，一根塑料管、胶水、开孔器等。 制作活塞式抽水机 三 【制作过程】 1. 剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作为抽水机的圆筒。将减下瓶底稍作修剪作为活塞使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。 2. 在瓶子的侧壁上打一个出水口，插上一段塑料管，用热熔胶固定好，作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口。 出水管 圆筒和活塞 制作活塞式抽水机 三 3. 在活塞上打两个孔A、B，将筷子插入中间的孔A并用热熔胶固定好，作为拉动活塞的动力杆；用粘合剂把一大小合适的塑料片的一边沾在活塞上，使塑料片可以盖住孔B，作为一个单向阀门。 筷子 孔A 孔B 塑料片 4. 将玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。装上活塞，抽水机就组装好了。 简易活塞式抽水机结构图 圆筒 活塞 制作活塞式抽水机 三 【测试与调整】 　　将整个装置装满水，注意水位应低于出水口。上下移动活塞杆，观察水是否能通过单向阀门被有效吸入并排出。特别注意检查单向阀门的工作效果，确保水在活塞上升时能够进入瓶内，而在活塞下降时不会回流。 　　如果发现有漏水或回流现象，检查各连接处的密封 性和单向阀门的工作效果，并进行必要的调整。 制作活塞式抽水机 三 【展示交流】 1. 把制作好的抽水机的进水管插人水源(盛水的大杯子)，使活塞上下反复运动，便可把水不断地抽出来。以一比哪个小组制作的抽水机运转得更流畅，分享各自的体验或收获。 2. 开展小组讨论，从材料是否易得、组装的方便性、使用时的效果、耐用性等方面对简易活塞式抽水机进行评价，尝试对装置进行改进。 3. 学生相互交流，总结经验并进行反思。 制作活塞式抽水机 三 【思考与讨论】 1. 如果活塞比圆筒大，活塞会放不进圆筒中；如果活塞比圆筒小得多，会出现什么情况? 　　活塞比圆筒小得多时，内外气压相等，当活塞往上提时，水不会被提上去，因此，活塞要比圆筒略小一些。 简易活塞式抽水机结构图 圆筒 活塞 制作简易抽水机 三 2. 抽水、抽气、打气的装置都可以叫做唧筒，又叫泵。上述活塞式抽水机同样可以用来抽气，只要把它下端的进水管用一根乳胶管与待抽气的容器相连，反复提送活塞杆，即可将瓶中空气抽出。 3. 为什么可以用玻璃球作为下面的阀门，从活塞式抽水机工作时玻璃球的工作情况解释。 向上提活塞，水在大气压的作用下支撑起玻璃球并允许水进入圆筒，停止提活塞时，内外气压相等，玻璃球再次落下堵住进水口。 圆筒 活塞 随堂练习 四 1. 阅读下面短文，回答问题。 抽水机也叫水泵，是一种利用大气压强工作的抽水工具。如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中，活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门。使用时，有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水，这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，圆筒内气压①外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲)；当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水受阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入 圆筒的上部(图乙);再提起活塞时，活塞上面的水 迫使阀门A关闭，水从侧管流出。与此同时，并 里的水又在大气压的作用下推开阀门②而进入圆 筒(图丙)。这样，活塞不停地上下移动，水就从 管口连续不断地流出。 随堂练习 四 1. 文中①处应填______(选填“大于”“小于”或“等于”)， ②处应填______(选填“A”或“B”)； 2.有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水，目的是增强活塞与筒壁间的______。 A. 气密性 B. 摩擦力 C. 压强 A B 小于 随堂练习 四 3. 下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是______ A. 吸盘紧紧吸在墙上 B. 用吸尘器吸尘 C. 用吸管喝牛奶 D. 手机保护膜吸附在手机屏幕上 C 随堂练习 四 4. 在大气压为1×105Pa时，该抽水机提升水的最大高度是____m(g取10N/kg)，在海拔3000m的青藏高原该抽水机提升水的最大高度______(选填“高于”“低于”或“等于”)在珠海提升的最大高度。 10 低于 课堂小结 五 制作活塞抽水机 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 $$