9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 寒假自主学习导学案-------2025-2026学年人教版物理八年级下学期

9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 明确目标 1.了解大气压的应用，能够解决日常生活中与大气压现象有关的问题。 2.尝试利用分析、综合等方法对跨学科问题进行合理性分析，提升科学论证及质疑创新的能力。 3.在制作简易活塞式抽水机的活动中，能够发现问题并提出设想，设计简单的实践方案，完成实践活动，并以作品形式呈现活动成果，提高工程实践能力。 4.在合作交流中，能基于证据阐述自己的观点，勇于修正或坚持自己的观点，培养合作精神与责任担当。 知识精讲 【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(如图)，利用人力反复提压手柄就可以抽水。 【项目分析】要制作简易活塞式抽水机，需要完成哪些任务？ (1) 了解活塞式抽水机的结构 (2) 理解活塞式抽水机的工作原理 (3) 设计一台简易活塞式抽水机 (4)选择材料，完成制作 【项目实施】 1.了解活塞式抽水机的工作原理 2. 设计活塞式抽水机 3. 选择合适的材料，制作活塞式抽水机 【展示交流】 考向精析 考向一、活塞式抽水机的原理 例1．（24-25八年级下·全国·单元测试）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 【答案】B 【解析】A．活塞式抽水机是利用大气压来抽水的，一个标准大气压，大约能支持10m高的水柱，故A正确，不符合题意； B．在一个标准大气压下，由可知支撑的水高度约为 故B错误，符合题意； 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，不符合题意； 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。 考向二、制作简易活塞式抽水机 例2．（24-25八年级下·山西晋中·期中）【项目提出】学习小组利用生活中的物品自制了如图所示的简易活塞式抽水机。测试过程中，他们发现不同小组的抽水机工作效率差异较大，他们猜想抽水机的工作效率是否与活塞拉动的竖直距离有关呢？ 【项目实施】 (1)小组同学利用同一款抽水机进行探究。当活塞提起向上运动时，玻璃球 （选填“打开”或“关闭”）进水口； (2)他们改变活塞拉动的竖直距离，测量每10秒抽出水的质量，多次实验寻找规律。实验中小组同学是通过 来反映抽水机工作效率的； (3)请你设计一个记录实验数据的表格； 【项目拓展】 (4)小组同学发现活塞的密封性不严，也会导致抽水机工作效率低。改进时小组同学对活塞的气密性进行调查发现：小型打气筒会采用橡胶材质的活塞环；汽车发动机等领域会采用金属材质的活塞环。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 【答案】(1)打开 (2)每10秒抽水的质量 (3) 序号 活塞每次拉动的竖直距离s/cm 每10秒抽出水的质量m/g 1 2 3 … (4)活塞的密封性是否与活塞的材质有关？ 【解析】（1）当活塞提起向上运动时，阀门关闭，活塞下面的气体质量不变，体积变大，密度变小，压强变小，小于大气压，在大气压的作用下，玻璃球打开进水口。 （2）他们改变活塞拉动的竖直距离，测量每10秒抽出水的质量，多次实验寻找规律。实验中小组同学是通过每10秒抽水的质量来反映抽水机工作效率的，每10秒抽水的质量越多，表示抽水机工作效率越大。 （3）实验过程中，他们多次改变活塞拉动的竖直距离，测量对应的每10秒抽出水的质量，所以实验中应记录活塞每次拉动的竖直距离s与每10秒抽出水的质量m，距离与质量均较小，单位分别用cm、g，表格设计如下： 序号 活塞每次拉动的竖直距离s/cm 每10秒抽出水的质量m/g 1 2 3 … （4）小组同学发现活塞的密封性不严，也会导致抽水机工作效率低。改进时小组同学对活塞的气密性进行调查发现：小型打气筒会采用橡胶材质的活塞环；汽车发动机等领域会采用金属材质的活塞环，说明不同材质的活塞环的气密性可能不同，由此可以提出的探究科学问题为活塞的密封性是否与活塞的材质有关？ 课堂练习 1．（24-25八年级下·内蒙古呼伦贝尔·期中）如图是活塞式抽水机的工作原理图，使用时，提起活塞，阀门A在 的作用下关闭，活塞下面的空间气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界大气压，于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。 【答案】 大气压 小于 【解析】[1][2]活塞式抽水机是利用大气压把水抽上来的。使用时，提起活塞，阀门A在大气压的作用下关闭，活塞下面的空间变大，气体密度减小，气压减小，小于外界大气压，于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。 2．（24-25八年级下·河南驻马店·期中）某同学制作的活塞式抽水机模型如图所示，水对活塞 （选填“有”或“无”）压强。当活塞密封不严时，圆筒中的汲水量会 （选填“变多”或“变少”） 【答案】 有 变少 【解析】[1]活塞向上拉动时，圆筒内无空气，在大气压作用下，水被压上圆筒内，标准大气压可以支持10m高的水柱，圆筒没有10米，水对活塞有压强。 [2]活塞式抽水机，其工作原理是利用大气压将水从低处抽到高处。 当活塞向上运动时，圆筒内的气压降低，外界大气压将水压入圆筒。当活塞密封不严时，在活塞向上运动过程中，圆筒内的部分空气会从缝隙中漏入，使得圆筒内的气压不能充分减小，外界大气压压入圆筒内的水就会变少，即圆筒中的汲水量会变少。 3．（24-25八年级下·云南玉溪·期中）如图所示，与大气压强无关的是（    ） A．活塞式抽水机 B．钢笔加墨水 C．帕斯卡裂桶实验 D．覆杯实验 【答案】C 【解析】A．活塞式抽水机是利用大气压工作的。当活塞向上运动时，活塞下方的气压减小，在外界大气压的作用下，水被压入抽水机内，故A不符合题意； B．钢笔加墨水是利用大气压工作的。先挤压笔胆，排出里面的空气，松手后笔胆恢复原状，内部气压减小，外界大气压将墨水压入笔胆，故B不符合题意； C．帕斯卡裂桶实验证明了液体内部的压强与液体的深度有关，深度越大，压强越大，而与液体的多少无关。这个实验与液体压强有关，与大气压强无关，故C符合题意； D．覆杯实验中，纸片和水不掉下来，是因为大气对纸片有向上的压力，这个压力大于水的重力，证明了大气压强的存在，故D不符合题意。 故选C。 4．（24-25八年级下·河南洛阳·期末）图是小洛在跨学科实践活动课上制作的简易活塞式抽水机，下列说法正确的是（       ） A．此活塞式抽水机工作时是利用液体压强把水压到高处的 B．此活塞式抽水机的两个阀门都是只能向上开启的单向阀 C．制作阀门A时用橡皮膏把塑料片粘在活塞下表面的孔处 D．制作阀门B时使用轻质塑料小球会比玻璃小球效果更好 【答案】B 【解析】A．抽水机是利用大气压把水抽出来的，故A错误； B．当拉动活塞向上运动时，阀门关闭，储水仓里的空气变稀薄，气压小于外界的大气压，水在大气压的作用下推开阀门B流入储水仓；当推动活塞向下运动时，阀门B挡住瓶口，而阀门A将打开，储水仓的水涌到活塞上面，综上两个阀门都是只能向上开启的单向阀，故B正确； C．阀门A要能打开和关闭，且活塞向下运动时，储水仓的水涌到活塞上面，所以用橡皮膏把塑料片粘在活塞下表面的孔处不合适，应装在上表面的孔处。故C错误； D．由于阀门B需沉在水底工作，所以玻璃小球效果比轻质塑料小球更好，故D错误。 故选B。 5．（24-25八年级下·山东枣庄·期中）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。以下说法错误的是（    ） A．抽水机是利用大气压来工作的 B．当压下活塞时，阀门A打开，阀门B关闭 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．标准大气压下，能提升水的最大高度约为76cm 【答案】D 【解析】A．活塞式抽水机工作时，是使其内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下将水压入抽水机内，进而实现把水从低处压到高处的目的，故A正确，不符合题意； B．提起活塞时，筒内气压减小，下方大气压将阀门B推开（水进入筒内），同时阀门A因上方水的重力关闭（防止水倒流）；下压活塞时，筒内水压增大，阀门B关闭、阀门A打开，水被压出，故B正确，不符合题意。 C．使用一段时间后，抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密，空气就会进入，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，不符合题意； D．在一个标准大气压下，由p=ρgh可知，支撑的水高度约为 故D错误，符合题意。 故选D。 6．（24-25八年级下·广东深圳·期中）抽水机也叫水泵，如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。 (1)甲图：提起活塞时，阀门A关闭， 迫使水推开阀门B， 进入圆筒。 (2)乙图：压下活塞时，阀门B ，活塞下面的水推开阀门 ，涌入活塞上面。 (3)丙图：再提起活塞时，阀门 关闭，圆筒上方的水从出水口流出。 (4)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 。 【答案】(1)大气压 (2) 关闭 A (3)A (4)增加抽水机的气密性，排出圆筒内空气，使内部形成低压环境 【解析】（1）提起活塞时，阀门A关闭，大气压迫使水推开阀门B，进入圆筒。因为外界大气压的作用，水会在压力差的推动下进入圆筒。 （2）[1][2]乙图中，压下活塞时，阀门B受水的压力而关闭，水不能向下流，于是就冲开阀门A进入圆筒的上部，涌入活塞上面。 （3）丙图中，再提起活塞时，重复甲图的情形，活塞上面的水使阀门A关闭，水被活塞提起，从侧管中流出来，大气压迫使水推开阀门B，水就进入圆筒。 （4）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，使内部形成低压环境，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。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 明确目标 1.了解大气压的应用，能够解决日常生活中与大气压现象有关的问题。 2.尝试利用分析、综合等方法对跨学科问题进行合理性分析，提升科学论证及质疑创新的能力。 3.在制作简易活塞式抽水机的活动中，能够发现问题并提出设想，设计简单的实践方案，完成实践活动，并以作品形式呈现活动成果，提高工程实践能力。 4.在合作交流中，能基于证据阐述自己的观点，勇于修正或坚持自己的观点，培养合作精神与责任担当。 知识精讲 【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(如图)，利用人力反复提压手柄就可以抽水。 【项目分析】要制作简易活塞式抽水机，需要完成哪些任务？ (1)了解活塞式抽水机的结构 (2)理解活塞式抽水机的工作原理 (3)设计一台简易活塞式抽水机 (4)选择材料，完成制作 【项目实施】 1.了解活塞式抽水机的工作原理 2.设计活塞式抽水机 3.选择合适的材料，制作活塞式抽水机 【展示交流】 考向精析 考向一、活塞式抽水机的原理 例1．(24-25八年级下·全国·单元测试)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 考向二、制作简易活塞式抽水机 例2．(24-25八年级下·山西晋中·期中)【项目提出】学习小组利用生活中的物品自制了如图所示的简易活塞式抽水机。测试过程中，他们发现不同小组的抽水机工作效率差异较大，他们猜想抽水机的工作效率是否与活塞拉动的竖直距离有关呢？ 【项目实施】 (1)小组同学利用同一款抽水机进行探究。当活塞提起向上运动时，玻璃球 (选填“打开”或“关闭”)进水口； (2)他们改变活塞拉动的竖直距离，测量每10秒抽出水的质量，多次实验寻找规律。实验中小组同学是通过 来反映抽水机工作效率的； (3)请你设计一个记录实验数据的表格； 【项目拓展】 (4)小组同学发现活塞的密封性不严，也会导致抽水机工作效率低。改进时小组同学对活塞的气密性进行调查发现：小型打气筒会采用橡胶材质的活塞环；汽车发动机等领域会采用金属材质的活塞环。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。 课堂练习 1．(24-25八年级下·内蒙古呼伦贝尔·期中)如图是活塞式抽水机的工作原理图，使用时，提起活塞，阀门A在 的作用下关闭，活塞下面的空间气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压，于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。 2．(24-25八年级下·河南驻马店·期中)某同学制作的活塞式抽水机模型如图所示，水对活塞 (选填“有”或“无”)压强。当活塞密封不严时，圆筒中的汲水量会 (选填“变多”或“变少”) 3．(24-25八年级下·云南玉溪·期中)如图所示，与大气压强无关的是(    ) A．活塞式抽水机 B．钢笔加墨水 C．帕斯卡裂桶实验 D．覆杯实验 4．(24-25八年级下·河南洛阳·期末)图是小洛在跨学科实践活动课上制作的简易活塞式抽水机，下列说法正确的是(       ) A．此活塞式抽水机工作时是利用液体压强把水压到高处的 B．此活塞式抽水机的两个阀门都是只能向上开启的单向阀 C．制作阀门A时用橡皮膏把塑料片粘在活塞下表面的孔处 D．制作阀门B时使用轻质塑料小球会比玻璃小球效果更好 5．(24-25八年级下·山东枣庄·期中)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。以下说法错误的是(    ) A．抽水机是利用大气压来工作的 B．当压下活塞时，阀门A打开，阀门B关闭 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．标准大气压下，能提升水的最大高度约为76cm 6．(24-25八年级下·广东深圳·期中)抽水机也叫水泵，如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。 (1)甲图：提起活塞时，阀门A关闭， 迫使水推开阀门B， 进入圆筒。 (2)乙图：压下活塞时，阀门B ，活塞下面的水推开阀门 ，涌入活塞上面。 (3)丙图：再提起活塞时，阀门 关闭，圆筒上方的水从出水口流出。 (4)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 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $