初中物理第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机一等奖教学练习题习题课件ppt

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在生产和生活中，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)，利用人力反复提压手柄就可以抽水。
对于很多80后的父母，活塞抽水机是童年记忆的一部分，上世纪八九十年代，活塞式抽水机曾是农村家家户户必备的取水工具，当时自来水不是很普及，为了方便饮水，很多农户都会在院子的合适地方打一口井，并安装一台活塞式抽水机。人们只需用手上下提压摇杆，就能将地下水抽上来，方便实用。同学们对活塞式抽水机既陌生又好奇，想不想自己动手制作一台简易活塞式抽水机来抽水呢 ?
通过动手制作、测试与调整的过程，培养学生的实践操作能力、问题解决能力和团队合作精神。
理解活塞抽水机的工作原理，掌握简易塞抽水机的制作方法，并了解大气压强在其中的应用。（重难点）
激发学生对科学探索的兴趣，培养其创新思维和环保意识，通过跨学科融合体验知识的综合运用。
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(如图):它是由圆筒、活塞、单向阀门(上阀门和下阀门)、进水管、出水管和摇杆等组成的。
（2)理解活塞式抽水机的工作原理：活塞式抽水机是利用活塞的往复运动及大气压的共同作用把地下水从低处抽到高处的。我们自制的简易活塞式抽水机就是根据此原理制作的。
活塞式抽水机的工作原理示意图如图 所示
①吸水过程:如图甲所示，当活塞通过连杆向上运动时活塞与水面接触处压强较小，在大气压的作用下，活塞上的阀门A 关闭，水强行推开圆筒下端的阀门B，水被压入圆筒。②提水过程:如图乙所示，当活塞通过连杆向下运动时圆筒下端阀门B被其上面的水强行关闭。活塞上的阀门A 被其下面的水强行打开，活塞运动到圆筒下端，水进入圆筒的上部。③出水过程：如图C所示，当水位达到出水口时，每一次活塞通过连杆向上移动时，活塞上部的水都被活塞强行从出水口排出。
实验视频：活塞式抽水机工作过程
如果要制作一个活塞式抽水机，我们应如何选择材料？应注意哪些问题？
1.选择材料时，尽量选取身边常见的，容易获取的。2.选取圆筒的材料时，应充分考虑密封性，要能够和选取的活塞紧密贴合。3.制作阀门时要设计成只能向上开启的活动阀门。4.所有选取的材料还应考虑一定的耐用性。
③小组讨论如何设计一台简易活塞式抽水机。
④选择制作活塞式抽水机的材料：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。
圆筒和活塞的制作：如图9.4-3所示，剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作为抽水机的圆简。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
出水管的制作：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(图9.4-4)。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口。在活塞上打两个孔A、B，中间的孔A用来固定筷子。阀门的制作：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(图9.4-5)。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。
装上活塞，抽水机就组装好了(图9.4-6)。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。
测试与调整：将整个装置装满水，注意水位应低于出水口。上下移动活塞杆，观察水是否能通过单向阀门被有效吸入并排出。特别注意检查单向阀门的工作效果，确保水在活塞上升时能够进入瓶内，而在活塞下降时不会回流。
注意：如果发现有漏水或回流现象，检查各连接处的密封性和单向阀门的工作效果，并进行必要的调整。
1.展示各小组制作的简易活塞式抽水机，分享各自的体验和收获。2.开展小组讨论，从材料是否易得、组装的方便性、使用时的效果、耐用性等方面对简易活塞式抽水机进行评价，尝试对装置进行改进。3.学生相互交流，总结经验并进行反思。
制作简易活塞式抽水机
活塞式抽水机结构及工作原理
1.活塞式抽水机能把水抽上来主要利用了( )
A. 液体压强 B 大气压强C.惯性 D 重力
2.如图是活塞式抽水机的抽水示意图，活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门。下列关于抽水机的相关问题说法正确的是( ）A抽水机是利用连通器原理来抽水的B当压下活塞时，阀门B打开，阀门A关闭C当压下活塞时，阀门B打开，阀门A打开D当提起活塞时，阀门B打开，阀门A关闭
3.钢笔吸墨水时，把笔尖放在墨水内，用手挤压橡皮管几次，墨水就进入橡皮管。这是因为在挤压橡皮管时，排出了橡皮管内的大部分空气松手后橡皮管内的气压_______ (填“变大”“变小”或“不”)，管外的墨水在__________ 的作用下进入管内。
4.请阅读《按压式瓶盖》。
在日常生活中，装有洗手液或洗发液的瓶子，其瓶盖都是按压式的，如图所示。按压式瓶盖的工作原理是什么呢？液体是怎么被“吸”上来的呢 ?
洗手液瓶中有个按压式吸液结构，它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、出液管、储液筒等组成，如图所示，其中进液阀门和出液阀门是塑料小球，进液阀门位于弹簧下端，出液阀门位于活塞上端。使用的时候，通过手向下按压，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；当手松开时，弹簧恢复原来的状态，使得活塞向上移动，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到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把液体“吸”出瓶外。
（3）如果航天员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖，____挤出洗手液。（选填“能”或“ 不能”）
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）按压式瓶盖的工作原理和_______的工作原理相同。 A、活塞式抽水机 B、马桶 C、微小压强计 D、汽油机
（2）洗手液能被“吸”上来是利用了 ;向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒，是因为瓶中气压________储液筒中气压。（选填“大于”“小于”或“等于”）
[分析](1)分别从活塞式抽水机、马桶、微小压强计和汽油机的原理分析做出判断;(2)按压式瓶盖利用的是大气压。（3)液体从导波管通过进液阀门进入到储液筒，是因为瓶中气压大于储液筒中气压;（4）太空舱中有空气，存在气压
5.小明想运用学过的知识在家门口建一个喷泉，并用抽水机把喷出的水送回到喷水用的贮水容器中.为此他想设计一个机械装置来带动抽水机.要求:开始用手摇动使机械转起来，以后就靠机械本身通过内部简单机械相互带动，使机械永远转动下去抽水机就永远工作，喷泉也不停地出水.你认为他设想的机械装置能实现吗 ?
答案：不能，整个装置中，由于摩擦等于阻力，有一部分能量转变为其他形式的能，机械能在减小．