9.4 跨学科实践：制作简易抽水机 教学课件---2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第九章 压强 第4节 跨学科实践：制作简易抽水机 八年级下册 •人教版 本节导读 学习目标 引入新课 探究新知 课堂小结 达标练习 1 2 3 4 5 目录导读 学习目标 1. 了解活塞式抽水机的结构。 2.能够说出活塞式抽水机的工作原理。 3. 能制作简易活塞式抽水机。 引入新课 在我国的古代，老百姓就发明了一种将地下水引到地面上的一种工具----活塞式抽水机，现在的农村也在广泛使用。 本节我们就自己动手制作一台简易活塞式抽水机。 一、项目提出 制作活塞式抽水机 要制作简易活塞式抽水机，你需要完成以下任务。 二、项目分析 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。 制作活塞式抽水机 三、项目实施 1.了解活塞式抽水机的工作原理 取一个注射器，把针头插到装有水的盆中，向上拉动活塞，就能看到水从低处升到高处。如果向下压活塞，水就会被压回盆中。怎样才能不断地将水提升到高处呢? 大气压 大气压 筒内是真空，向上提活塞，水在大气压的作用下上升。 制作活塞式抽水机 活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成。 (1)活塞式抽水机的构造 出水管 活塞 单向阀门 （只能向上开启） 活塞式抽水机模型 活塞式抽水机构造 制作活塞式抽水机 (2)活塞式抽水机的工作原理 甲 乙 丙 提起活塞，阀门A受到大气压的作用而关闭，水在大气压作用下推开阀门B进人圆筒。 当活塞向下，阀门B关闭，水冲开阀门A进入圆筒的上部。 再提起活塞时，阀门A关闭，水从出水管流出。 制作活塞式抽水机 制作活塞式抽水机 了解了活塞式抽水机的工作原理，就可以知道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? (2)怎样制作活塞?从哪儿进水从哪儿出水，又该怎样制作两个阀门? 2.设计活塞式抽水机 请发挥你的聪明才智，充分利用身边的材料，与同学们一起认真思考讨论，制订设计方案。 制作活塞式抽水机 3.制作活塞式抽水机 一个用来装洗涤液的空瓶子，一根筷子，一块塑料片，一个玻璃球，胶、一根塑料管。 (1)材料: 制作活塞式抽水机 (2)制作过程: 1.剪下瓶子的瓶底，把瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞，使瓶底的外径能与瓶子的内径相吻合。 2.在瓶子的侧壁上打一个出水口，插上一段塑料管作为出水管，拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口。 圆筒 活塞 出水口 进水口 制作活塞式抽水机 3.在活塞上打两个孔A、B，中间的孔A用来固定子。用胶或橡皮膏把塑料片的一边粘在活塞上，使塑料片能盖住孔B，作为一个阀门。 4.把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。 圆筒 活塞 阀门 简易活塞式抽水机结构图 孔A 孔B 塑料片 制作活塞式抽水机 (3)调整调试 将瓶口朝下浸入水中，将圆筒内装满水，注意水位应低于出水口，上下拉动活塞，观察是否有水被压出。 如果发现有漏水或水无法被压上来，检查各连接处的密封性和单向阀门是否正常工作，并进行必要的调整。 制作活塞式抽水机 制作活塞式抽水机 1.用制作好的抽水机抽水。比一比哪个小组制作的抽水机运转得更流畅。 四、展示交流 作品展示 制作活塞式抽水机 2.讲解抽水机各部件的作用，这样的抽水机提升水的最大高度是多少? 根据 P=ρgh可得 3.活塞式抽水机使用前为什么要注水？ 活塞边缘和抽水机内壁容易接触不紧密，活塞上下空气连通，气压相等不容易抽水，而详。先加点水就可以保证气密性。 制作活塞式抽水机 3.讲解抽水机各部件的作用，并说明选择材料时的想法。 （1）选择材料一定要容易获得，比如选择空洗洁精瓶子比较好找，筒壁要坚硬、耐用。 （2）选择筷子做连杆，要选择光滑、粗一点耐用的筷子。 （3）作活塞用的塑料片一定要平整光滑，厚度适合。 4.制作中无法抽水成功的原因有哪些？ （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，内外气压相等，当活塞往上提时，水不会被提上去。 制作活塞式抽水机 4.你能从设计、选材上提出优化方案，制作一个更好的抽水机吗? （2） 选择玻璃球大小适当，如果太小，就会漏气，接触不紧密，水压不上来，如果太大，抽水时费力不灵活。 （3） 活塞密闭性效果不好，漏气。 （1）活塞可以选择橡胶垫或轮胎内胎，密闭效果好一些。 橡胶垫 轮胎内胎 制作活塞式抽水机 （2）连杆可以选择金属丝，如自行车钢丝，更结实耐用，方便获得，也容易操作。 金属杆 （3）做好的模型可以安装在一个盒子上，方便操作。 课堂小结 制作简易抽水机 活塞式抽水机原理 制作活塞式抽水机 吸水 提水 出水 项 目 提 出 项 目 分析 项 目 实施 展示交流 21 达标练习 B 1．如图，是活塞式抽水机的工作图。有关活塞式抽水机下面说法错误的是（    ） A．活塞式抽水机是利用大气压来抽水的 B．活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到12m C．使用一段时间后，抽水机的活塞与筒壁接触不 再紧密，要更换新活塞 D．当压下活塞时，阀门B关闭，阀门A打开 达标练习 【解析】A．活塞式抽水机是利用对大气压来抽水的。 B．由可得 C．抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密，空气进入，活塞上下气压相同，地下水无法在大气压的作用下进入圆筒，要更换新活塞，故C正确。 D．由活塞式抽水机的工作过程可知，压下活塞时，阀门B关闭，活塞下面的水推开阀门A，涌入活塞上面，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．入夏以来，许昌地区干旱少雨，为了缓解旱情，农民采用抽水机抽水灌溉。抽水机有很多种，如图是一种活塞式抽 水机，它是利用 来工作的。 达标练习 大气压 【解析】活塞式抽水机是利用大气压来工作的。当活塞提起时，圆筒内的气压减小，大气压就将水压入圆筒内，从而实现了抽水。 达标练习 关闭 3.活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处的。使用时，提起活塞，阀门B （选填“打开”或“关闭”，下空同），低处的水冲开阀门A进入圆筒；下压活塞，阀门A ，水冲开阀门B涌到活塞上面。 大气压 关闭 解析在下一页 达标练习 【解析】[1]活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处。 [2]由图知道，活塞式抽水机在使用时，提起活塞，阀门B在活塞上面水的压力作用下关闭，活塞下面的空气变稀薄，气压小于外界大气压，于是，低处的水在大气压的作用下推开阀门A进入圆筒。 [3]当压下活塞时，阀门A受水的压力而关闭，水不能向下流，于是阀门A与阀门B之间的水就冲开阀门B涌到活塞上面。 4.如图所示的装置中，利用大气压强工作的是（　　） 达标练习 A 【解析】活塞式抽水机是利用大气压来工作的。当活塞提起时，圆筒内的气压减小，大气压就将水压入圆筒内，从而实现了抽水。 A．活塞式抽水机 B．拦河大坝 C．船闸 D．锥子 A B C D 解析在下一页 达标练习 【解析】A．用活塞式抽水机抽水时，通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，利用了大气压，故A符合题意； B．液体内部压强随着深度的增加而增大，拦河坝设计成下宽上窄，是为了能承受更大的水的压强，故B不符合题意； C．船闸属于连通器，在水不流动时，两侧水面保持相平，利用了连通器原理，故C不符合题意； D．锥子做得尖锐，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故D不符合题意。故选A。 达标练习 5.抽水机也叫水泵，如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。（标准大气压为1.01×105Pa，g取9.8N/kg） (1)请计算在标准大气压下，活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度约为多少米。 (2)活塞式抽水机在工作前，需向圆筒内灌入几杯水，简述一下这样做的目的。 达标练习 （1）由公式得，活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度 （2）因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的，所以活塞式抽水机在工作前，需向圆筒内灌入几杯水，将里面空气排出，同时增加活塞与圆筒密闭性，当活塞上移时，活塞下边才能出现真空，这样大气压才能把水压入圆筒。 也就是说大气压只能支持高约10.3m的水柱。 谢谢观看 31 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$