第9章 第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机-2025-2026学年八年级下册物理同步辅导（人教版）

第 节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 知识梳理 【项目提出】 ②压下活塞时，阀门B关闭，活塞下面 在生产生活中，人们经常需要将水从低处 的水推开阀门A流到活塞上面。 抽到高处，方法和工具有很多种。其中有一种 ③再提起活塞时，阀门A关闭，它上面 活塞式抽水机，利用人力反复提压手柄就可以 的水从出水管流出，与此同时，大气 抽水，下面我们就自己动手制作一台简易活塞 压迫使水推开阀门B进入圆筒。 式抽水机。 ④这样活塞不停地上下移动，水就从管口 【项目分析】 不断地流出。 要制作简易活塞式抽水机，你需要完成以 2.设计活塞式抽水机 下任务。 要制作活塞式抽水机，需要考虑以下几个关 1.了解活塞式抽水机的结构及工作原理。 键问题。 2.设计一台简易活塞式抽水机。 (1)如何选择一个密封性好的圆筒？ 3.选择材料，完成制作。 (2)怎样制作活塞？ 【项目实施】 (3)从哪儿进水，从哪儿出水，又该怎样制作 1.了解简易活塞式抽水机的工作原理。 两个阀门？ (1)活塞式抽水机的构造及工作原理的示意 3.制作活塞式抽水机 图（如图9-4-1）。 请同学们自己组成活动小组，分工协作，选择 合适的材料，完成这个小制作。 【展示交流】 1.用制作好的抽水机抽水。比一比哪个小组制 作的抽水机运转得更流畅。 图9-4-1 2.讲解抽水机各部件的作用，并说明选择材料 (2)构造：圆筒、活塞、单向开启的阀门A和B 时的想法。说一说，它们是怎样实现抽水功 (只能向上开启)、出水管。 能的？这样的抽水机提升水的最大高度是 (3)工作原理： 多少？ ①提起活塞时，阀门A关闭，大气压迫 3.从设计、选材上提出优化方案，有兴趣的同学 使水推开阀门B进入圆筒。 可以制作一个更好的抽水机。 基础过关 1.如图9-4-2所示事例中，与活塞式抽水机抽水 3.如图9-4-4甲所示是按压式洗手液或洗发液 原理不同的是( 的瓶盖，如图9-4-4乙所示是结构简图。 出液管 出液阀门 活塞 储液筒 弹簧 进液阀门 图9-4-2 导液管 A.图甲中火罐紧紧吸附在皮肤上 B.图乙中真空塑料吸盘挂钩贴附在瓷砖上 图9-4-4 C.图丙中用注射器将药液注入肌肉里 (1)瓶中液体能被“吸”上来是利用了 D.图丁中将墨水吸进钢笔 (2)向下按压后松手时，液体从导液管通过进 2.小吉所在活动小组根据活 活塞杆 液阀门进入到储液筒，是因为瓶中的气压 塞式抽水机的结构和工作 出水管 (选填“大于”“小于”或“等于”) 原理，设计出如图9-4-3所 活塞 阀门 储液简中的气压。 示的简易活塞式抽水机结 玻璃球 (3)如果航天员在太空舱中按压此类瓶盖， 构图，对比课本上的活塞 进水管 (选填“能”或“不能”)挤出液体。 式抽水机示意图， 图9-4-3 相当于阀门A, 相当于阀门B。 能力提升 1.小吉用注射器制作的简易活塞式抽水机如图 针对简易活塞式抽水机的探究和思考： 9-4-5所示： （1)钢珠跳动时，相当于阀门 ,钢珠 ①取来规格为50mL的一 不动时，相当于阀门 。(均选填 次性注射器，用打孔机 “打开”或“关闭”) 阀门A (2)运用制作的抽水机抽水的第一步，是将注 将注射器进液口略加扩 阀门B 射器的活塞移动到 端，这样做的 大，将钢珠放入针筒内， 图9-4-5 目的是 使其恰好盖在进液口（阀门B)。 (3)如果只有进液口的阀门，没有活塞上的阀 ②在注射器的活塞上打个小孔，用钢珠盖住 门，活塞从上端往下端推的时候，你的体 小孔（阀门A),活塞插进注射器筒内。 验是 ;进 ③在针筒上端打个小孔，插进约2cm长的输 行简单的解释： 液管作为出水口，针头位置接上约5cm长 活塞先从下端往上端拉，然后再从上端往 的输液管作为进水管。 下端推，描述实验的现象： 2.请计算在标准大气压下，活塞式抽水机最多 可把水抽到的高度约为多少？（大气压 1.01×105Pa,结果保留一位小数) 素养发展 1.【多选题】如图9-4-6是某同学 (1)如图9-4-7甲所示，圆筒中的活塞向上运 正在利用电动取水器（本质上 动，阀门 (选填“A”或“B”)打开， 是一个小型抽水机)从水桶中 水在 (选填“大气压”或“水压”) 取水时的情景。已知此时桶中 作用下经过阀门流入圆筒。 水受到的重力为80N,水面到 (2)如图9-4-7乙所示，活塞向下运动时，阀门 桶底的距离为30cm,桶底面积 图9-4-6 B在 (选填“大气压”或“水压”) 为300cm,水中A点距桶底12cm。已知 作用下关闭，而阀门A打开，圆筒中的水 P水=1.0×103kg/m3,若g取10N/kg,下列 不断上升到活塞上方。 说法正确的是() (3)如图9-4-7丙所示，圆简上方的水从出水管 A.取水器是利用自身的吸力将水从桶中吸 口流出；某地居民在安装此抽水机时，下端 出来的 水管已插入水中，但无论怎样移动活塞，水 B.桶底受到水的压力为90N 管口都没有水流出，可能原因是 C.A点受到水的压强为1.8×103Pa (写一条即可)。 D.水桶和水杯二者构成了连通器 (4)安装后首次使用（或长时间不用）的活塞 2.【教材改编】如图9-4-7所示为某活塞式抽水 式抽水机工作前，往往需要向圆筒内灌入 机工作的示意图，其中POQ是手柄，能绕着 几杯水，这样做的目的是什么？ O点转动，P点通过连杆与活塞相连，A、B是 单向阀门，只能向上开启，请回答下面的 问题： 图9-4-7第4节跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 【基础过关】 1.C 2.阀门玻璃球 3.(1)大气压(2)大于(3)能 【能力提升】 1.(1)打开关闭(2)最下排尽注射器内 的空气(3)越推越费力活塞下方气体 的压强随体积的缩小而变大从下端往上 端拉时，可以将水吸进注射器，然后再从上 端往下端推时，几乎推不动 2.由公式力=pgh得，活塞式抽水机最多可把 水抽到的高度 h=大气压 1.01×105Pa 0水8 1.0×103kg/m3×9.8N/kg 10.3m。 【素养发展】 1.BC 2.(1)B大气压(2)水压(3)水管与抽水 机接头处漏气(4)活塞式抽水机在工作 前，需向圆筒内灌入几杯水，这样做的目的 是排出活塞下方的空气，增加密闭性。 第5节流体压强与流速的关系 【基础过关】 1.A 2.B点拨：在流体中，流速越大的地方压强 越小。本题中两船中间的水流速度大，水 对两船向外侧的压强小，导致向外侧的压 力也小，即小于两船外侧的水向内侧的压 力，也就产生了一个方向向内侧的压力差， 在这一压力差的作用下，两船向中间靠拢。 3.B 4.上大 5.小大 6.大小上 【能力提升】 1.D点拨：大风刮过屋顶，屋顶上方的空气 流动速度大，压强小，屋内空气流动速度 小，压强大，屋顶受到向上的压强大于向下 的压强，受到的向上的压力大于向下的压 力，产生一个向上的压力差，当这个压力差 足够大时，可能会把屋顶掀开，其原理是流 体压强与流速的关系。窗户外有平行于墙 壁的风吹过时，窗帘外侧空气流速大，压强 小，内侧空气流速小，压强大，窗帘受到向 外的压强大于向内的压强，把窗帘压向窗 户外面，其原理是流体压强与流速的关系； 当两艘轮船并排高速航行时，两船之间水的 流速大，压强小，两船外侧水的流速小，压强 大，两船之间的压强小于外侧的压强，于是 船内外产生压力差，在压力差的作用下两 船会逐渐靠近，容易发生相撞事故，其原理 是流体压强与流速的关系；将吸盘按在光 洁的瓷砖表面，放手后吸盘会被“吸”在瓷 砖上，利用的是大气压强。综上分析可知， 与其他三种情景的原理不同的是D选项。 2.A3.B4.D5.C 6.大于小于 7.大于小于 8.大小 9.B向下变大 10.(1)小于a400(2)相平小于下降 到与细管A外液面相平 【素养发展】 1.D 2.BD点拨：风从脸前快速刮过时空气流速 较大，压强与无风时相比变小，而口、鼻中 空气压强未变，相对于风的气压要大，从气 压小处向气压大处吸气当然困难，但如果 吐气就很容易了，故正确答案为BD。