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

该初中物理课件围绕大气压的应用及活塞式抽水机的结构与工作原理展开，通过吸管吸水、注射器实验等生活现象导入，引导学生从观察到原理分析，再到设计制作，构建“现象观察-原理探究-实践制作”的学习支架。 其亮点在于以跨学科实践为载体，通过设计问题链（如密封性、阀门制作）和小组分工制作，培养科学探究与科学思维能力。结合展示交流中的优化方案（如透明材料选⽤、密封性改进）和拓展提升（洗手液瓶原理类比），既强化知识应用，又提升学生实践创新能力，为教师提供了可操作性强的项目式教学方案。

人教版第九章第4节 制作简易活塞式抽水机 制作简易活塞式抽水机 跨学科实践 跨学科实践 在生产生活中，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，利用人力反复提压手柄就可以抽水。这节课我们将学会制作一台简易活塞式抽水机。 项目提出 要制作简易活塞式抽水机，你需要完成以下任务。 1.了解活塞式抽水机的结构及工作原理。 2.设计一台简易活塞式抽水机。 3.选择材料，完成制作。 项目分析 取一根吸管，把一端插入装用饮用水的杯中，用力吸另一端，就能把水吸上来。在“吸”的过程中，吸管内气体压强__________， ____________外界大气压，大气压将饮用水压入管内。 活动一 吸管吸水 减小 小于 项目实施 有没有办法在推动活塞时，使刚刚被压入注射器中的水仍然留在注射器中呢？ 大 气 压 大 气 压 取一个注射器，把针头插到装有水的杯中，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，水就会被压回杯中。在“拉”的过程中，注射器内气体压强______，_______外界大气压，大气压将水压入注射器中。在推动活塞时，水被活塞推出。 活动二 注射器的工作原理 减小 小于 项目实施 有没有办法使水仍然留在注射器中呢？ 项目实施 圆筒 出水管 进水管 结构 活塞式抽水机 活塞 阀门 活动三 了解活塞式抽水机的结构及工作原理。 1. 活塞式抽水机的结构 项目实施 2. 活塞式抽水机的工作原理 提起活塞，阀门 A 关闭，低处的水受到大气压的作用推开阀门 B 进入圆筒。 ① 吸水： 压下活塞，阀门 B 关闭，活塞下面的水冲开阀门 A 进入圆筒上部。 ② 取水： 再次提起活塞时，阀门 A 关闭，水从侧管流出，与此同时，低处的水又在大气压的作用下推开阀门 B 而进入圆筒。 ③ 出水： 项目实施 活塞式抽水机的工作原理 项目实施 活动四 设计一台简易的活塞式抽水机。 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? …… 制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题： 玻璃球 阀门 项目实施 1. 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。 活动五 制作简易的活塞式抽水机 项目实施 圆筒和活塞 2. 制作过程（小组成员分工）： ①圆筒和活塞：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。 项目实施 ②出水口和进水口：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。在瓶盖上挖一个洞，将其作为进水口。 2. 制作过程（小组成员分工）： 洞的大小参考玻璃球的直径应小于玻璃球的直径。 出水口 进水口 项目实施 ③阀门：如图所示，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。 带阀门的活塞 玻璃球作为阀门 2. 制作过程（小组成员分工）： 项目实施 玻璃球 阀门 结构效果图 ④组装：装上活塞，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。 2. 制作过程（小组成员分工）： 项目实施 制作过程参考 项目实施 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。 2.讲解抽水机各部件的作用，并说明选择材料时的想法。说一说，它们是怎样实现抽水机的功能的?这样的抽水机提升水的最大高度是多少? 3.你能从设计、选材上提出优化方案，制作一个更好的抽水机吗? 展示交流 1.活塞式抽水机提升水的最大高度 活塞式抽水机是利用大气压把水抽上来的，所以抽水机提升水的高度有上限，根据p=ρgh可知，提升水的最大高度 活塞式抽水机由于密封程度不好等原因，提水的高度达不到10.3m。在正常使用时，因为抽水机内部不可能为真空，所以只用于从 7~8 m 或更浅的井中抽水。 h = = p ρg 1.01×105Pa 1×103 kg/m3×9.8N/kg =10.3m 展示交流 2.自制活塞式抽水机的优化方案 （1）材料选择： 使用轻质、强度高的材料制作圆筒，能减轻整体重量，便于操作。同时制作圆筒的材料如果是透明的效果更好，以便演示时可观察到其内部情况。 展示交流 （2）结构改进： ①增强密封性：活塞与圆筒之间的密封好坏是抽水机制作成功与否的关键。可以采用高质量的密封圈来减少漏水，提高抽水效率。同时确保所有连接部位尽量紧密，以减少空气进入。 ②活塞设计：应考虑到其上下运动的顺畅性，优化形状和表面处理，使其更光滑，减少摩擦力。 ③进水管和出水管的设计应便于连接和使用，同时保证水流的畅通无阻。 2.自制活塞式抽水机的优化方案 展示交流 2.自制活塞式抽水机的优化方案 （3）操作方法： 在使用抽水机时，应确保进水管口浸在水中的深度足够，以保证吸水效果。活塞的上下运动应保持稳定和匀速，避免过快或过慢，以维持稳定的抽水效率。 展示交流 1. 如图的活塞式抽水机是利用__________来工作的。当圆筒下部（即阀门 B 以上）充满水，活塞向下移动时，阀门 A___________（选填 “打开”或“关闭”，下空同），阀门 B__________。 大气压 打开 关闭 巩固练习 2. 如图所示，洗手液瓶中有个按压式吸液结构。向下按压时，活塞向下移动，弹簧被压缩使得进液阀门关闭，出液阀门打开，储液筒里的液体从出液管流出瓶外；松开时，弹簧恢复原状带动活塞向上移动，出液阀门关闭， 进液阀门打开，液体从导液管通过进液 阀门进入储液筒。活塞上下往复运动， 便能不断把液体“吸”出瓶外。 拓展提升 洗手液按压瓶工作原理 拓展提升 （1）该吸液结构的工作原理和________的工作原理相同。 A. 活塞式抽水机 B. 船闸 C. 压强计 （2）按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入储液筒，这是因为瓶中气压__________（选填 “大于”“小于”或“等于”）储液筒中气压。 A 大于 （3）如果航天员在空间站中按压这种洗手液瓶盖， __________（选填“能”或“不能”）挤出洗手液。 能 拓展提升 活塞式抽水机 结构 工作原理 ① 吸水 ② 取水 ③ 出水 制作 课堂小结 谢谢 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $