資源簡介

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第九章 壓強
八下物理 RJ
第4節 跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機
1.理解活塞抽水機的工作原理，了解大氣壓強在其中的應用
2.通過動手制作、測試與調整的過程，培養學生的實踐操作、解決問題的能力和團隊合作精神
學習目標
3.培養不斷探索、勇于挑戰和實事求是的科學態度
課堂導入
視
頻
新知探究
在生產生活中，人們常用抽水機將水從低處抽到高處。其中有一種活塞式抽水機，利用人力反復提壓手柄就可以抽水。
項目提出
制作簡易活塞式抽水機
本節我們就自己動手制作一臺簡易活塞式抽水機。
項目分析
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
要制作簡易活塞式抽水機，你需要完成以下任務。
1.了解活塞式抽水機的結構及工作原理。
2.設計一臺簡易活塞式抽水機。
3.選擇材料，完成制作。
項目實施
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
1.了解活塞式抽水機的工作原理。
吸管吸飲料
視
頻
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
（1）注射器的工作原理
怎樣才能不斷地將水提升到高處呢
大
氣
壓
注射器吸水
注射器通過活塞在針筒內的移動來完成藥物的吸取和注射
大
氣
壓
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
視
頻
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
（2）活塞式抽水機
圓筒
活塞
單向閥
支點
把手
出水管
進水管
結構
活塞式抽水機
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
工作原理
③把手下壓，再次提起活塞時，閥門A關閉，水從出水管流出。同時，低處的水又在大氣壓的作用下推開閥門B而進入圓筒。
①把手下壓，提起活塞，閥門A關閉，活塞下面封閉空間內的氣壓變小。低處的水在大氣壓的作用下推開閥門B進入圓筒。
②把手上提，壓下活塞，閥門B關閉，水沖開閥門A進入活塞的上部。
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
視
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新知探究
制作簡易活塞式抽水機
2.設計活塞式抽水機。
如何選一個密封性好的圓筒
怎樣制作活塞
從哪兒進水，從哪兒出水
又該怎樣制作兩個閥門
……
制作活塞式抽水機，需要考慮幾個關鍵問題：
玻璃球
閥門
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
3.制作活塞式抽水機。
材料：裝洗滌液的空瓶子1個，筷子1根，塑料片，
玻璃球1個，橡皮膏1塊，塑料管1根，熔膠等。
（1）如圖1所示，剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作為抽水機的圓筒。把瓶底再略剪一小部分作為活塞，使瓶底的外徑與瓶子的內徑相吻合。
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
（2）在瓶子的側壁上打一個出水口，插上一段塑料管作為出水管（圖2）。拔掉瓶蓋上的小帽，把瓶口作為進水口。
圖1 圓筒和活塞
圖2 出水管
（3）在活塞上打兩個孔A、B，中間的孔A用來固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一邊黏在活塞上，使塑料片能蓋住孔B，作為一個閥門（圖3）。把玻璃球放到瓶子里作為另一個閥門。
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
圖3 帶閥門的活塞
（4）將瓶口朝下浸入水中，上下拉動活塞，抽水機就會把水抽上來。
玻璃球
閥門
圖4 結構效果圖
圖4是抽水機結構效果圖。
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
3.制作活塞式抽水機。
視
頻
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
展示交流
1.用制作好的抽水機抽水。比一比哪個小組制作的抽水機運轉得更流暢。
2.講解抽水機各部件的作用，并說明選擇材料時的想法。說一說，它們是怎樣實現抽水機的功能的 這樣的抽水機提升水的最大高度是多少
3.你能從設計、選材上提出優化方案，制作一個更好的抽水機嗎
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
1.活塞式抽水機提升水的最大高度
活塞式抽水機是利用大氣壓把水抽上來的，所以抽水機提升水的高度有上限，根據p=ρgh可知，提升水的最大高度
活塞式抽水機由于密封程度不好等原因，提水的高度達不到10.3m。
h = =
p
ρg
1.01×105Pa
1×103 kg/m3×9.8N/kg
=10.3m
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
2.自制活塞式抽水機的優化方案
（1）材料選擇：
使用輕質、強度高的材料制作圓筒，能減輕整體重量，便于操作。同時制作圓筒的材料如果是透明的效果更好，以便演示時可觀察到其內部情況。
新知探究
制作簡易活塞式抽水機
2.自制活塞式抽水機的優化方案
（2）結構改進：
①增強密封性：活塞與圓筒之間的密封好壞是抽水機制作成功與否的關鍵。可以采用高質量的密封圈來減少漏水，提高抽水效率。同時確保所有連接部位盡量緊密，以減少空氣進入。
②活塞設計：應考慮到其上下運動的順暢性，優化形狀和表面處理，使其更光滑，減少摩擦力。
③進水管和出水管的設計應便于連接和使用，同時保證水流的暢通無阻。
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制作簡易活塞式抽水機
2.自制活塞式抽水機的優化方案
（3）操作方法：
在使用抽水機時，應確保進水管口浸在水中的深度足夠，以保證吸水效果。活塞的上下運動應保持穩定和勻速，避免過快或過慢，以維持穩定的抽水效率。
例、按壓泵常用于瓶裝的洗手液、洗發水等，既方便取用，又節約用量。圖甲是一瓶已啟用的洗手液，按壓泵中已充滿洗手液。圖乙是按壓泵的結構示意圖，其中手柄與活塞連成一個整體，小球A（閥門A處）、小球B（閥門B處）密度比洗手液略大，小球的上下活動引起閥門的
開合。
取液時，按壓手柄，少量洗手
液從出液口溢出；松手后，手柄彈
回原位，洗手液又充滿儲液室。請
用所學知識解釋上述工作過程。
典型例題
解析：取液前，小球A、B沉在閥門口，
閥門A、B關閉。取液時按壓手柄，力
能使物體發生形變，彈簧被壓縮，活
塞往下運動，擠壓液體，儲液室內液
體壓強增大，作用在小球B上方的液體
壓強增大，小球B不動，閥門B關閉。
作用在小球A下方的液體壓強增大，小
球A向上運動，閥門A打開，洗手液從出液口溢出。松開手柄，彈簧恢復原狀，勢能轉化成動能，推動活塞向上運動，儲液室內形成了一個低壓區，小球A下落，閥門A關閉，同時洗手液在瓶內氣壓作用下，沖開小球B，閥門B打開，洗手液進入儲液室。
典型例題
典型例題
視
頻
制作簡易活塞式
抽水機
項目提出
課堂小結
制作一個簡易活塞式抽水機
展示交流
1.了解活塞式抽水機的結構及工作原理；
2.設計一臺簡易活塞式抽水機；
3.選擇材料，完成制作。
1.用抽水機抽水實驗；
2.講解抽水過程；
3.優化設計、選材等方案。
項目分析
項目實施
1.了解活塞式抽水機的工作原理；
2.設計活塞式抽水機；
3.制作活塞式抽水機。

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