人教版（2024）八年級下冊（2024）第4節(jié) 跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機精品教學課件ppt

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項目提出在生產生活中，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。本節(jié)我們就自己動手制作一臺簡易活塞式抽水機。
第4節(jié) 跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機
1. 能理解活塞抽水機的工作原理，掌握簡易活塞抽水機的制作方法，并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(yǎng)學生的實踐操作能力、問題解決能力和團隊合作精神。3. 激發(fā)學生對科學探索的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和環(huán)保意識，通過跨學科融合體驗知識的綜合運用。
1. 活塞式抽水機的工作原理2. 設計并制作活塞式抽水機3. 課堂總結4. 提升訓練
活塞式抽水機的工作原理
1. 做一做，議一議取一個注射器，把針頭插到裝有水的盆中，向上拉動活塞，就能看到水從低處升到高處。如果向下壓活塞，水就會被壓回盆中。怎樣才能不斷地將水提升到高處呢?
2. 活塞式抽水機的構成“活塞式抽水機由圓筒、活塞、出水管、兩個單向閥門A、B（只能向上開啟）等組成。
實物圖 模型圖 原理圖
3. 活塞式抽水機的工作原理
（1）如圖甲所示，提起活塞，閥門A受到大氣壓的作用關閉?；钊旅婵諝庀”?，氣壓小于外界的大氣壓。低處的水受到大氣壓的作用，推開閥門B進入圓筒。
（2）如圖乙所示，當壓下活塞時，閥門B在水壓下被關閉，水被阻不能向下流動，于是沖開閥門A進入圓筒的上部。
（3）如圖丙所示，再提起活塞時，活塞上面的水迫使閥門A關閉，水從側管流出。同時井的水又在大氣壓的作用下推開閥門B而進入圓筒。這樣，活塞不停的上下移動，水就從管口連續(xù)不斷的流出。
動畫演示——《活塞式抽水機原理》
A．抽水機是利用大氣壓來工作的B．在圖甲中，閥門A與B都是單向閥門C．在圖乙中，在Q點向上抬手柄PQ時，閥門B由于受液體壓力而關閉，水被阻不能向下流動D．這樣的抽水機提升水的高度可以無限高
【例題1】如圖是活塞式抽水機工作的示意圖，下列說法錯誤的是（　?。?br/>設計并制作活塞式抽水機
1. 設計活塞式抽水機
制作活塞式抽水機，需要考慮幾個關鍵問題。例如，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?請發(fā)揮你的聰明才智，充分利用身邊的材料，與同學們一起認真思考討論，制訂設計方案。
2. 制作活塞式抽水機的材料
一個用來裝洗滌液的空瓶子，一根筷子，一塊塑料片，一個玻璃球，一塊橡皮膏，一根塑料管。
3. 制作活塞式抽水機的步驟
（1）如圖所示，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。
（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。拔掉瓶蓋上的小帽，把瓶口作為進水口。（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。把玻璃球放到瓶子里作為另一個閥門。
（4）如圖所示，裝上活塞，抽水機就組裝好了。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。
將整個裝置裝滿水，注意水位應低于出水口。上下移動活塞桿，觀察水是否能通過單向閥門被有效吸入并排出。特別注意檢查單向閥門的工作效果，確保水在活塞上升時能夠進入瓶內，而在活塞下降時不會回流。如果發(fā)現(xiàn)有漏水或回流現(xiàn)象，檢查各連接處的密封性和單向閥門的工作效果，并進行必要的調整。
（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(xiàn)抽水功能的?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(yōu)化方案，制作一個更好的抽水機嗎?
視頻演示——《自制活塞式抽水機》
6. 拓展——離心抽水機
如圖所示，抽水機在啟動前，先往泵殼內灌滿水，排出泵殼內的空氣，當啟動后，葉輪在電動機的帶動下高速旋轉，泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉，同時被甩入出水管中，這時葉輪附近的壓強減小，大氣壓迫使低處的水推開底閥，沿進水管進入泵殼，進入泵殼的水又被葉輪甩入出水管，這樣一直循環(huán)下去，就不斷把水送到了高處。
①制作材料。②制作步驟：圓筒與活塞、出水管、帶閥門的活塞。③安裝與調試。
1. 活塞式抽水機的工作原理如圖所示，當活塞被從圓筒底部提起時，閥門 A____，地下水在 _______的作用下推開閥門______，進入圓筒中。
由圖可知，當提起活塞時，閥門A關閉，活塞內的氣體體積增大，氣壓降低，低于外界的大氣壓，因此管外的水在大氣壓的作用下推開閥門B，進入圓筒中。
2. 如圖使用活塞式抽水機時，若提起活塞，閥門A關閉，活塞下面的空氣稀薄，低處的水受到_______ 的作用推開閥門B進入圓筒。當壓下活塞時，閥門B被水壓下而關閉，水被阻不能向下流動，沖開閥門_____進入圓筒的上部。再提起活塞時，活塞上面的水迫使閥門______關閉，水從側管流出。
使用活塞式抽水機，若提起活塞，閥門A關閉，活塞下面的空氣少，低處的水受到大氣壓的作用推開閥門進入圓筒。 壓下活塞時，閥門B被水壓下而關閉，水被阻不能向下流動，沖開閥門A，進入圓筒的上部。 再提起活塞時，活塞上面的水迫使閥門A關閉，水從側管流出。
3. 如圖是活塞式抽水機工作示意圖，下列說法錯誤的是（?。〢．抽水機是利用大氣壓來工作的B．在圖甲中，當用力在Q處向下壓手柄PQ時，手柄上的P點受到的作用力豎直向上C．在圖乙中，在Q點向上抬手柄PQ時，閥門B由于受液體壓力而關閉，水被阻不能向下流動D．這樣的抽水機提升水的最大高度約為10m
A．抽水機是先將筒內的空氣排出，使其內部壓強較小，水在外界大氣壓的作用下被壓到高處，所以抽水機是利用大氣壓工作的，故A正確，不符題意；B．圖甲中，當用力在Q處向下壓手柄PQ時，手柄上P點對活塞一個向上的力，由于物體間力的作用是相互的，活塞對P的作用力是向下的，故B錯誤，符合題意；C．在圖乙中，在Q點向上抬手柄PQ時，閥門B由于受液體壓力而關閉，形成一個閉合的空間，所以水被阻不能向下流動，故C正確，不符合題意；D．抽水機是利用大氣壓來工作的，已知大氣壓強為p0=1.0×105Pa，由p=ρgh可得則1標準氣壓能支持10m高的水柱，故抽水機提升水的最大高度約為10m，故D正確，不符合題意。故選B。