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学期

该初中物理课件聚焦大气压与活塞式抽水机原理，通过“水如何‘爬’上山”的趣味提问导入，结合吸管喝饮料等生活现象揭示大气压作用，再解析活塞与阀门工作过程，搭建从生活现象到科学原理再到动手实践的学习支架。 其亮点是以跨学科实践为核心，通过“趣味导入-原理探究-动手制作-拓展创新”环节，融合科学探究（制作调试抽水机）、科学思维（分析改进方案）、科学态度与责任（强调安全操作）。学生在制作中深化物理观念，教师可借助此资料提升教学互动性与实践效果。

第九章 压强 第一节 跨学科实践： 制作简易活塞式抽水机 2025-2026 人教版 物理 八年级（下） 1 目录 1 趣味导入 水是如何“爬”上山的？ 2 原理揭秘 大气压的神奇力量 3 动手实践 我的抽水机我做主 4 拓展思考 如何让抽水机更高效？ 大气压的“魔法” 吸管喝饮料 饮料为何自动入口？ 吸盘挂钩 为何能牢牢吸附墙面？ 钢笔吸墨水 墨水如何被“吸”入笔胆？ 思考：这些生活现象中，大气压扮演了怎样的角色？ 3 水是如何“爬”上山的？ 古人的智慧 在没有电的年代，古人是如何把水从低处引到高处的呢？ 今日探索：活塞式抽水机 通过亲手实践，揭开流体力学的奥秘，探索古人取水工具背后的科学原理。 亲手制作 · 探索科学 · 传承智慧 抽水机的“心脏”——活塞与阀门 1. 提起活塞 阀门A关闭，阀门B打开，大气压将水压入圆筒。 2. 压下活塞 阀门B关闭，阀门A打开，水被压入出水管。 3. 循环往复 重复上述过程，水就会源源不断地流出。 核心原理：利用大气压和活塞的往复运动，通过单向阀门控制水流方向，实现液体输送。 5 工作过程解析（一）：活塞上提 空间增大 向上拉动活塞，其下方空间突然变大。 压强减小 根据玻意耳定律，气体体积增大，压强随之减小。 压力差形成 圆筒内气压低于外界大气压，形成压力差。 水被“推”入圆筒 大气压将水压开阀门B，进入圆筒。 活塞上提过程示意图 工作过程解析（二）：活塞下压 空间减小，压力产生 向下压活塞，下方空间变小，因水不可压缩而产生压力。 水压升高，阀门动作 高压冲开阀门A，同时关闭阀门B，防止水倒流。 水被挤出，完成输送 水在压力作用下通过阀门A，被“挤”进出水管。 核心原理：利用水的不可压缩性，通过机械运动将力转化为流体压力，实现定向输送。 7 我的抽水机我做主——材料准备 所需材料清单 一个空塑料瓶 一根筷子 一块橡皮 一个小塑料片或玻璃球 一段橡皮膏 一根细塑料管 安全第一：工具的正确使用 在开始动手制作之前，我们必须牢记“安全第一”的原则。正确使用工具，不仅能保证制作的顺利进行，更能保护我们自己和他人。 剪刀使用安全 使用时务必小心，不要将刀尖对着自己或他人。 打孔操作规范 将材料固定好，避免滑动导致受伤。 危险工具监护 热熔胶枪等工具需在成人指导下使用，谨防烫伤。 整理与归位 制作完成后及时清理桌面，将工具归位。 制作步骤（一）：制作圆筒和活塞 步骤1：制作圆筒 将塑料瓶的上半部分剪下，作为抽水机的圆筒。 步骤2：制作活塞 在橡皮中心打小孔，套在筷子上，固定后作为活塞。 步骤3：测试与调整 确保活塞能在圆筒内顺畅移动，并保持良好密封。 提示：裁剪塑料瓶时请注意安全，可请成人协助。 制作步骤（二）：安装阀门 步骤4：安装进水阀门 在圆筒底部用橡皮膏将小塑料片或玻璃球固定，作为进水阀门。 步骤5：安装出水阀门 在活塞上用橡皮膏将小塑料片固定，作为出水阀门。 步骤6：检查阀门方向 确保两个阀门都只能向上开启，保证水流单向流动。 图示：阀门安装示意图 制作步骤（三）：组装与调试 步骤7：组装核心部件 将活塞插入圆筒，在侧壁靠近顶部打孔并插入细塑料管作为出水管。 步骤8：进行抽水调试 将装置放入水中，通过上下拉动活塞，测试抽水功能是否正常。 步骤9：观察与调整 检查密封性与运动顺畅度，对装置进行必要的优化和调整。 完成以上步骤，您的简易抽水机就可以正常工作啦！ 制作小贴士 密封性是关键 确保活塞与筒壁之间、阀门与瓶口之间没有缝隙。 保证阀门灵活性 阀门的灵活性也很重要，可以适当涂抹一些凡士林来润滑。 优化抽水效果 如果抽水效果不佳，可以尝试调整活塞的长度或阀门的位置。 如何让抽水机更高效？ 我们制作的抽水机还有哪些可以改进的地方呢？ 如何提高抽水的速度？ 思考动力来源、减少摩擦、优化管道设计等。 如何增加单次抽水的量？ 考虑增大活塞/叶轮体积、优化密封性能。 如何让抽水机能够将水抽到更高的地方？ 探索增加负压、多级抽水或提升动力的方法。 创意改进方案分享 多级抽水 将抽水机串联，实现“接力”抽水，把水送到更高处。 脚踏式动力 把手柄改为脚踏板，利用脚部力量驱动，更省力持久。 “透明”抽水机 使用透明圆筒，清晰观察水流和阀门状态，便于学习。 不同材质的阀门 尝试气球、橡胶片等材料，比较密封性与灵活性。 从简易到复杂：抽水机的进化史 古代取水工具 以桔槔、辘轳为代表，利用杠杆和轮轴原理，人力驱动，结构简单。 优点：结构简单，易于制作 近代活塞式抽水机 利用活塞的往复运动，通过阀门控制水流，大幅提升了抽水效率和扬程。 优点：效率提升，扬程更高 现代离心泵与潜水泵 基于离心力原理，电机驱动，流量大、结构紧凑，广泛应用于工业和生活。 优点：流量巨大，自动化程度高 未来展望：智能化与节能化 智能监控与自动化 集成传感器与物联网技术，实现远程监控和故障预警。 高效节能技术 采用永磁同步电机、优化水力设计，大幅降低能耗。 课堂总结 工作原理回顾 活塞式抽水机利用大气压强和单向阀门的巧妙配合，实现水的连续提升。 跨学科实践价值 将抽象的物理知识应用于解决实际问题，在动手过程中深化理解，体会知识的力量。 鼓励探索创新 保持好奇心，持续探索生活中的物理奥秘，培养创新思维和解决问题的能力。 课后作业 探究新知 作业 内容 完成实验报告 记录简易活塞式抽水机的制作过程、遇到的问题及解决方案。 尝试设计改进 思考并尝试改进自己的抽水机，探索提高其抽水性能的方法。 拓展知识探索 查阅资料，了解更多关于大气压在生活和科技中的应用实例。 谢谢聆听 谢谢聆听 科技引领未来，实践成就梦想 物理八年级上册 •人教版 $