9.4跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（人教版2024）-2024-2025学年八年级物理教材同步教学设计

9.4 制作简易活塞式抽水机——八下物理人教版2024教学设计 一、教材分析 制作简易活塞式抽水机是八年级下册物理第九章《压强》第四节的内容。本节课是学生学习大气压强及其应用后的实践活动，通过制作活塞式抽水机，加深对大气压强知识的理解和应用。 本节课涉及流体压强的基本原理，特别是大气压强在抽水机中的应用。通过亲自动手制作，学生可以理解活塞式抽水机的结构和工作原理，培养学生的科学探究能力和实践能力。 中考考查要点预测： · 大气压强的概念及其应用 · 活塞式抽水机的工作原理 · 实验设计与科学探究能力 二、学情分析 八年级的学生已经学习了压强和大气压强的基础知识，对压强的概念和计算有一定的理解。他们对动手实践活动兴趣浓厚，具备一定的实验操作技能。但对于如何将理论知识应用于实际装置的制作可能缺乏经验，需要教师的指导。 三、教学目标 1. 物理观念 · 理解活塞式抽水机的结构及其利用大气压强工作的原理。 · 认识大气压强在日常生活和生产中的重要应用。 2. 科学思维 · 能够分析活塞式抽水机的各个部件功能，理解其协同工作实现抽水的过程。 · 培养从实际问题出发，运用物理原理解决问题的能力。 3. 科学探究 · 设计并制作简易活塞式抽水机，体验科学探究的过程。 · 能够对制作过程中的问题进行思考和改进。 4. 科学态度与责任 · 培养严谨认真的实验态度和团队合作精神。 · 认识科学技术对社会发展的作用，增强学习物理的责任感。 四、教学准备 · 教师准备： · 活塞式抽水机模型或演示视频 · 课堂PPT · 实验器材清单 · 学生分组准备（每组）： · 空洗涤液瓶一个 · 筷子一根 · 塑料片一块 · 玻璃球一个 · 橡皮膏一块 · 塑料管一根 · 剪刀、胶带、打孔器等工具 五、教学重难点 重点 · 活塞式抽水机的结构组成及工作原理 · 制作简易活塞式抽水机的实践过程 难点 · 理解阀门的作用及其在抽水过程中的功能 · 设计改进活塞式抽水机，提高其抽水效果 六、教学过程 （一）情境导入 教师提问： 同学们，你们有没有见过农民伯伯在田间使用抽水机灌溉农田？你知道抽水机是怎样将水从低处抽到高处的吗？ 学生思考回答，激发兴趣。 （二）项目提出 教师引导： 今天，我们就要自己动手，制作一台简易的活塞式抽水机，来深入了解它的结构和工作原理。 （三）项目分析 任务分解： 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。 （四）项目实施 1. 了解活塞式抽水机的工作原理 实验演示： 教师演示注射器抽水的过程，或者学生自行尝试。 教师讲解： · 向上拉动活塞时，水被吸入注射器。 · 向下压活塞时，水被压出。 思考： 怎样才能让水不断提升而不倒流？ 介绍活塞式抽水机： · 活塞与筒壁紧密接触，可上下移动。 · 阀门A和B，只能向上开启。 工作过程： · 提起活塞（图9.4-2甲）： 阀门A关闭，阀门B打开，水进入筒内。 · 压下活塞（图9.4-2乙）： 阀门B关闭，阀门A打开，水被压入上部。 · 再提起活塞（图9.4-2丙）： 上部的水从出水管流出，新一轮抽水开始。 2. 设计活塞式抽水机 分组讨论： · 选材： 哪些材料可以替代圆筒、活塞、阀门等部件？ · 结构： 如何确保活塞与筒壁密封？阀门如何制作？ · 方案制定： 绘制设计草图，明确各部件的制作方法。 3. 制作活塞式抽水机 参考制作步骤： · 材料准备： · 空洗涤液瓶（圆筒） · 瓶底（活塞） · 筷子（活塞杆） · 塑料片（阀门） · 玻璃球（阀门） · 橡皮膏、塑料管 · 制作步骤： 1. 制作圆筒和活塞： · 剪下瓶子的瓶底，作为活塞，使其外径与瓶内径吻合。 2. 安装出水管： · 在瓶侧壁打孔，插入塑料管作为出水管。 3. 制作用于进水的阀门B： · 瓶口作为进水口，放置玻璃球作为阀门B。 4. 制作活塞上的阀门A： · 在活塞上打孔，安装筷子作为活塞杆。 · 在活塞上粘贴塑料片的一边，覆盖孔，构成阀门A。 5. 组装： · 将活塞安装到瓶子内，确保密封性和活塞的顺畅移动。 6. 测试： · 将抽水机放入水中，上下拉动活塞，观察抽水效果。 （五）展示交流 各组展示： · 演示抽水效果。 · 讲解各部件的作用和材料选择的理由。 · 分析抽水机的工作过程。 思考与讨论： · 提升水的最大高度受什么限制？ 根据大气压强，可提升的最大高度约为10.3米。 · 如何改进设计，提高抽水效率？ 例如： · 改进阀门密封性。 · 减少活塞与筒壁的摩擦。 · 优化活塞的形状和材料。 （六）教师总结 · 重申活塞式抽水机的工作原理和大气压强的应用。 · 表扬学生的动手能力和创新思维。 · 鼓励学生在生活中留意物理现象，培养科学探究精神。 （七）拓展应用 思考： · 其他利用大气压强的装置有哪些？ 如：吸盘、活塞式打气筒等。 · 如果需要将水提升到高于10米的地方，应该怎么办？ 提示： 需要采用离心式水泵等其他类型的泵。 七、教学反思 通过本节课，学生不仅加深了对大气压强和活塞式抽水机原理的理解，还培养了他们的实践能力和团队合作精神。在制作过程中，学生表现出极大的兴趣和创造力。 在后续教学中，可以进一步引导学生探究如何改进抽水机的设计，以及探讨大气压强的其他应用，激发他们的物理学习热情和探究欲望。 学科网（北京）股份有限公司 $$