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

本讲义聚焦“制作简易活塞式抽水机”跨学科实践，核心知识点为活塞式抽水机的工作原理，基于大气压实现水的提升，衔接压强概念与实际应用，构建从理论到实践的学习支架。 该资料以科学探究为主线，通过注射器模拟实验、生活材料制作（洗涤液瓶、筷子等）引导学生设计与改进，体现模型建构（简化抽水机模型）和转换法（大气压转换为抽水现象）的科学思维，课中辅助教师直观教学，课后例题及中考真题助力学生巩固物理观念，查漏补缺。

第九章 压强 第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 · 导入 生产生活中，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9.4-1，利用人力反复提压手柄就可以抽水。本节我们就自己动手制作一台简易活塞式抽水机。 图9.4-1 活塞式抽水机 · 知识点对点 一、活塞式抽水机☆ 项目 内容 情景实例 步骤 取一个注射器，把针头插到装有水的盆中 图示 图9.4-2 活塞式抽水机 现象 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。 总结：利用此原理，可制造一种机械，不断地将水提升到高处 构成 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。 工作原理 图9.4-3 活塞式抽水机工作原理示意图 （1）提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭。活塞下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。低处的水受到大气压的作用，推开阀门B进入圆筒。 （2）当压下活塞时，阀门B被水压下关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部。 （3）再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出。同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。 （4）如此循环，这样活塞在圆筒中上下往复运动，大气压不断地将水压上来。 拓展 离心式抽水机 如图9.4-4所示，抽水机在启动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，当启动后，叶轮在电动机的带动下高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水送到了高处。 进水管 大气压 叶轮 出水管 图9.4-4 离心式抽水机 · 例题 考点：活塞式抽水机 1．（2025春•重庆期中）如图是活塞式抽水机工作的示意图，下列说法错误的是（　　） A．抽水机是利用大气压来工作的 B．在图甲中，当用力在Q处向下压手柄PQ时，手柄上的P点受到的作用力竖直向上 C．在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动 D．这样的抽水机提升水的最大高度约为10m 【解答】解： A、抽水机是先将筒内的空气排出，使其内部压强较小，水在外界大气压的作用下被压到高处，所以抽水机是利用大气压工作的，故A正确； B、在图甲中，当用力在Q处向下压手柄PQ时，手柄上的P点对活塞一个向上的力，由于物体间力的作用是相互的，活塞对P的作用力是向下的，故B错误； C、在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，形成一个闭合的空间，所以水被阻不能向下流动，故C正确； D、抽水机是利用大气压来工作的，一标准气压能支持10m高的水柱，故抽水机提升水的最大高度约为10m，故D正确。 故选：B。理化老师；邮箱：18241224808；学号：42782977 考点：离心式抽水机 2．（2025春•同步）下列生活中的现象均与气压有关，其中一个利用的原理与另外三个不同的是（　　） A．吸饮料 B．拔火罐 C．高压锅煮饭 D．离心式抽水机 【考点】；沸点及气压影响液体沸点．版权所有 【解答】解：ABD、由分析可知，吸饮料、拔火罐、离心式抽水机这三项都是利用大气压来完成的，故ABD不符合题意； C、高压锅的密封性好，锅内气压高于外界大气压，而液体的沸点与气压有关，气压越高，液体的沸点越高，所以高压锅内水的沸点高于100℃，但高压锅不是利用大气压来工作的，故C符合题意。 故选：C。 二、设计并制作活塞式抽水机☆ 项目 内容 提出问题 制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题。例如，如何选一个密封性好的圆筒?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?请深度思考，并利用身边的材料，和同学们一起认真思考讨论，制订设计方案。 材料 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，一块橡皮膏，一根塑料管 步骤 （1）如图9.4-5甲所示，剪下瓶子的瓶底，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，使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。 （2）如图9.4-5乙所示，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。 （3）如图9.4-5丙所示，在活塞上打两个孔A、B，中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上，使塑料片能盖住孔B，作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。 甲 圆筒和活塞 乙 出水管 丙 带阀门的活塞 图9.4-5 离心式抽水机 （4）如图所示，装上活塞，抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中，上下拉动活塞，抽水机就会把水抽上来。 图9.4-6 简易活塞式抽水机结构图 测试与改进 完成制作后，观察抽水机的工作情况，检查是否有漏水、抽水量是否达到设计要求等。如有问题，对密封部件、单向阀等进行调整和改进。 展示交流 （1）活塞式抽水机在工作前，需向桶内灌入几杯水，这样做是因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的，向圆筒内灌入几杯水，目的是将里面的空气排出，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，这压根大气压才能把水压入圆筒。 （2）在一标准大气压下，活塞式抽水机最多可把水抽的高度为 · 方法总结 理想模型法 把实际复杂的抽水机，简化成理想化物理模型来理解和分析 转换法 利用大气压把水“压”上来，把看不见的大气压，转换成能抽水这个可见的现象 · 易错 × √ 1误认为活塞把水“吸”上来 实际是大气压把水压入抽水机压上来的，描述为吸上来是一种通俗易懂的理解方式 · 例题 考点：大气压的综合应用 1．（2025春•西山区校级期末）如图所示，将A管插入装有水的杯中，用嘴衔住A管的上端能将水吸上来是利用了 　　 ；把另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端，使A与B垂直，往B管中吹气，可看到A管内的水面会上升，这是因为空气流速越大的位置，压强越 　　 。 【解答】解：将A管插入装有水的杯中，用嘴衔住A管的上端能将水吸上来，因为吸水时，吸管内气压减小，小于外界大气压，在大气压的作用下水被压入吸管，所以能将水吸上来是利用了大气压。 往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中的水受到向上的压强大于向下的压强，可看到A管内的水面会上升。 往B管中吹气，A管内的水面会上升，体现了流体压强与流速的关系，这是因为空气流速越大的位置，压强越小。 故答案为：大气压；小。 · 中考真题 考点：活塞式抽水机 1．（2025•广元）“问天”学习小组对物理课本上的插图进行讨论，下列说法正确的是（　　） A．甲：把玻璃管倾斜，管内外水银面竖直高度差变大 B．乙：抽水机工作时，提起活塞，阀门B因外界大气压大于活塞下方气压而打开 C．丙：向两纸中间吹气，纸会靠拢，原因是空气流速大的地方压强大 D．丁：人坐A船，用力推B船，能够把B船推开，而A船不动 【解答】解：A、若把水银槽中的玻璃管倾斜，则水银柱的长度变长，因外界大气压不变，则玻璃管内外水银面的高度差不变，故A错误； B、活塞式抽水机正在工作，提起活塞，当活塞向上移动时，活塞下方的空气体积增大，气压减小，阀门B上方圆筒内气压小于外界大气压，水在大气压的作用下冲开B阀门，流入圆筒，故B正确； C、向两纸中间吹气，纸会靠拢，其原因是空气流速大的地方压强小，故C错误； D、人坐A船，用力推B船，因为物体间力的作用是相互的，所以A船和B船均要向后退，故D错误。故选：B。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/2/27 0:33:46；用户：理化老师；邮箱：18241224808；学号：42782977声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/2/27 0:27:31；用户：理化老师；邮箱：18241224808；学号：42782977 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第九章 压强 第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 · 导入 生产生活中，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9.4-1，利用人力反复提压手柄就可以抽水。本节我们就自己动手制作一台简易活塞式抽水机。 图9.4-1 活塞式抽水机 · 知识点对点 一、活塞式抽水机☆ 项目 内容 情景实例 步骤 取一个注射器，把针头插到装有水的盆中 图示 图9.4-2 活塞式抽水机 现象 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。 总结：利用此原理，可制造一种机械，不断地将水提升到高处 构成 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。 工作原理 图9.4-3 活塞式抽水机工作原理示意图 （1）提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭。活塞下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。低处的水受到大气压的作用，推开阀门B进入圆筒。 （2）当压下活塞时，阀门B被水压下关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部。 （3）再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出。同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。 （4）如此循环，这样活塞在圆筒中上下往复运动，大气压不断地将水压上来。 拓展 离心式抽水机 如图9.4-4所示，抽水机在启动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，当启动后，叶轮在电动机的带动下高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水送到了高处。 进水管 大气压 叶轮 出水管 图9.4-4 离心式抽水机 · 例题 考点：活塞式抽水机 1．（2025春•重庆期中）如图是活塞式抽水机工作的示意图，下列说法错误的是（　　） A．抽水机是利用大气压来工作的 B．在图甲中，当用力在Q处向下压手柄PQ时，手柄上的P点受到的作用力竖直向上 C．在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动 D．这样的抽水机提升水的最大高度约为10m 考点：离心式抽水机 2．（2025春•同步）下列生活中的现象均与气压有关，其中一个利用的原理与另外三个不同的是（　　） A．吸饮料 B．拔火罐 C．高压锅煮饭 D．离心式抽水机 二、设计并制作活塞式抽水机☆ 项目 内容 提出问题 制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题。例如，如何选一个密封性好的圆筒?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?请深度思考，并利用身边的材料，和同学们一起认真思考讨论，制订设计方案。 材料 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，一块橡皮膏，一根塑料管 步骤 （1）如图9.4-5甲所示，剪下瓶子的瓶底，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，使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。 （2）如图9.4-5乙所示，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。 （3）如图9.4-5丙所示，在活塞上打两个孔A、B，中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上，使塑料片能盖住孔B，作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。 甲 圆筒和活塞 乙 出水管 丙 带阀门的活塞 图9.4-5 离心式抽水机 （4）如图所示，装上活塞，抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中，上下拉动活塞，抽水机就会把水抽上来。 图9.4-6 简易活塞式抽水机结构图 测试与改进 完成制作后，观察抽水机的工作情况，检查是否有漏水、抽水量是否达到设计要求等。如有问题，对密封部件、单向阀等进行调整和改进。 展示交流 （1）活塞式抽水机在工作前，需向桶内灌入几杯水，这样做是因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的，向圆筒内灌入几杯水，目的是将里面的空气排出，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，这压根大气压才能把水压入圆筒。 （2）在一标准大气压下，活塞式抽水机最多可把水抽的高度为 · 方法总结 理想模型法 把实际复杂的抽水机，简化成理想化物理模型来理解和分析 转换法 利用大气压把水“压”上来，把看不见的大气压，转换成能抽水这个可见的现象 · 易错 × √ 1误认为活塞把水“吸”上来 实际是大气压把水压入抽水机压上来的，描述为吸上来是一种通俗易懂的理解方式 · 例题 考点：大气压的综合应用 1．（2025春•西山区校级期末）如图所示，将A管插入装有水的杯中，用嘴衔住A管的上端能将水吸上来是利用了 　　 ；把另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端，使A与B垂直，往B管中吹气，可看到A管内的水面会上升，这是因为空气流速越大的位置，压强越 　　 。 · 中考真题 考点：活塞式抽水机 1．（2025•广元）“问天”学习小组对物理课本上的插图进行讨论，下列说法正确的是（　　） A．甲：把玻璃管倾斜，管内外水银面竖直高度差变大 B．乙：抽水机工作时，提起活塞，阀门B因外界大气压大于活塞下方气压而打开 C．丙：向两纸中间吹气，纸会靠拢，原因是空气流速大的地方压强大 D．丁：人坐A船，用力推B船，能够把B船推开，而A船不动，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/2/27 0:27:31；用户：理化老师；邮箱：18241224808；学号：42782977 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $