9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理课件围绕大气压强、气体压强与体积关系及单向阀门原理，从生活中活塞式抽水机导入，结合实验室观察、教材托里拆利实验知识，通过观察记录表、科普视频等支架，帮助学生理解抽水机结构与工作原理。 亮点在于跨学科实践与科学探究结合，以4-6人小组利用矿泉水瓶等生活材料制作，通过问题记录表分析密封性等问题，测试抽水效果与密封性，体现科学思维与科学探究。提升学生实践与问题解决能力，为教师提供结构化活动方案。

9.4　跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 2022课程标准 学习目标 属于“跨学科实 践”中的“物理学 与工程实践”。 　　通过制作简易活塞式抽水机， 发展学生跨学科运用知识的能力、 分析和解决问题的综合能力、动手 操作的实践能力，理解大气压强是 抽水机工作的基础，了解气体压强 与体积的关系，了解单向阀门如何 控制水流方向。 【建议形式】：活动采用小组形式（4～6人一组） 项目提出 在生产和生活中，人们常用抽水机将水从低处抽到 高处。其中有一种活塞式抽水机，利用人力反复提压手 柄就可以抽水。 如下图的活塞式抽水机，是农村的一个标志性物 品。现在有些地方还有留存，有条件的同学可以去亲自 体验使用。 我们一起自己动手制作一台简易活塞式抽水机。 项目分析 　　要制作一个简易活塞式抽水机，需要完成以下任 务： 1. 观察实验室活塞式抽水机的结构，尝试提压手柄实现 抽水。 2. 了解活塞式抽水机的工作原理，设计一台简易活塞式 抽水机。 3. 按照设计的方案，利用生活中的材料完成活塞式抽水 机的制作。 项目准备 项目1：仔细观察，实际体验 1. 在实验室中取一个简易活塞式抽水机，尝试按压手柄 实现抽水，观察其主要的结构组成，并记录在表格中。 观察记录表 主要结构 结构作用 1.圆筒 2.活塞 3.出水管 4.进水管 5.手柄 1.抽水机外壳 2.实现密封作用 3.抽上来的水从此管出 4.底部的水从此管进 5.与活塞连接实现上下提压 2. 在人教版物理教材《第3节　大气压强》，我们学习 了托里拆利实验，知道1个标准大气压约为 Pa， 根据公式 ，可计算出1个标准大气压可以支撑 约 m高的水柱。 105　 p＝ρgh　 10　 3. 通过观看科普视频了解活塞式抽水机的工作过程，包 括吸水、提水、出水等环节的原理阐释。 吸水过程： 　　当活塞向上移动时，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞下方的空间增大，气压 ， ⁠于外界大气压。此时，低处的水在 ⁠的作用下推开阀门 进入圆筒内。 减小　 小　 大气压　 B　 提水过程： 　　当活塞向下压时，阀门 被水压下而关闭，水被阻止不能向下流动，于是冲开阀门 ⁠进入圆筒的上部。 B　 A　 出水过程： 　　再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门 ⁠关闭，水从侧管流出。与此同时，低处的水又在 ⁠ 的作用下推开阀门 而进入圆筒中。这样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出。 A　 大气压 B　 项目2：深度思考，提出问题 1. 通过观察体验，我们知道要制作活塞式抽水机，在制 作工艺上可能会遇到以下问题： 序号 问题 可能的原因 1 抽水机无法抽水 活塞和圆筒之间密封性不好 2 进水管出现回流 自制的阀门关闭不严 3 抽水机吸力不足 活塞运动行程不够长（圆筒不 够长） 4 … … 2. 总的来说，要设计能抽水的活塞式抽水机，应该着重 考虑以下几个问题： （1）如何选一个长度合适的圆筒？ （2）如何使活塞和圆筒之间实现较好的密封性？ （3）如何选择软硬适中的材料制作两个阀门？ 项目3：设计方案，准备材料 1. 绘制活塞式抽水机简图，并在图中标注好各个结构 名称。 2. 准备材料 （1）圆筒：选取长度20～40 cm的直筒瓶，如 ⁠ ⁠； （2）活塞：利用大小与圆筒大小匹配的软质材料，如 ⁠； （3）出水管： 直径0.5～0.8 cm、长度约20 cm的塑料 管用于出水管； （4）进水管：直径0.5～0.8 cm、长度约10 cm的塑料管 用于进水管； 矿泉水 瓶　 矿泉水瓶剪下的瓶底　 （5）阀门：软硬及厚度适中的材料，如 ⁠ ⁠； （6）手柄：一根筷子； （7）辅助材料及工具： ⁠。 塑料片、玻璃 球等　 橡皮膏　 项目实施 项目4：制作成品，试用调整 下面的制作方案供同学们参考。 步骤 图例 1.将圆筒塑料瓶剪下瓶底，瓶子的上部分作 为抽水机的圆筒。 2.将瓶底略微剪掉一小部分，作为活塞，使 瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。 步骤 图例 3.在瓶底中间打一个小孔A，将筷子插进中间 的小孔A。 4.在瓶底侧边打一个小孔B，用橡皮膏把塑料 片的一边粘在活塞上方，使塑料片能盖住小 孔B，作为一个单向阀门。 5.在瓶子的侧壁打一个出水口，插上一段塑 料管作为出水管。 步骤 图例 6.将塑料瓶盖子打孔，并插入一个塑料管， 将玻璃球放到塑料盖上，作为另一个阀门。 7.将各部分组装起来。 项目5：应用展示，讨论交流 1. 抽水效果测试： 将进水管放入盛水容器中，通过上下拉动活塞，观察抽 水机是否能够将水抽出并从出水管流出。记录连续性和 抽水量等指标。 是否出水 抽水是否连续 抽水量（“较大”“适中” 或“较小”） 2. 密封性检查： 在抽水过程中，仔细检查各个接口处是否有漏水现象， 包括进水管与瓶身、活塞与瓶身、出水管与瓶身的连接 处。如有漏水，分析原因并记录。 $