人教版新教材（2024）八年级物理下册第九章第四节9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（导学案）【含答案】.doc

9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 （导学案）【学习目标】1. 能理解活塞抽水机的工作原理，掌握简易活塞抽水机的制作方法，并了解大气压强在其中的应用2. 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3. 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学习重点】活塞式抽水机的工作原理；制作活塞式抽水机学习难点】活塞式抽水机的工作原理；制作活塞式抽水机自主预习】阅读教材，完成以下问题：活塞式抽水机工作时，活塞向上移动 阀门关闭，水在 的作用下冲开 阀门，流入圆筒活塞向下移动时， 阀门关闭， 阀门在液体压强的作用下被冲开，水流到活塞上部如此反复，水便可从出水管流出合作探究】探究一、活塞式抽水机原理1 . 提出问题 取一个注射器，把针头插到装有水的盆中，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，水就会被压回盆中怎样才能不断地将水提升到高处呢? 2. 活塞式抽水机的构成活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成。

3. 活塞式抽水机的工作原理【根据下图进行分析】①提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭活塞下面空气稀薄，气压小于外界的大气压低处的水受到大气压的作用，推开阀门B进入圆筒②当压下活塞时，阀门B被水压下关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部③再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒例题1】如图是活塞式抽水机工作的示意图，下列说法错误的是（　）A．抽水机是利用大气压来工作的B．在图甲中，阀门A与B都是单向阀门C．在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动D．这样的抽水机提升水的高度可以无限高探究二、设计并制作活塞式抽水机1. 设计活塞式抽水机【想一想】制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题例如，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?....请发挥你的聪明才智，充分利用身边的材料，与同学们一起认真思考讨论，制订设计方案2. 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3. 制作活塞式抽水机的步骤（1）如图甲所示，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2）如图乙所示，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拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口3）如图丙所示，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 甲 圆筒和活塞 乙 出水管 丙 带阀门的活塞（4）如图所示，装上活塞，抽水机就组装好了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4. 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5. 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?6. 拓展——离心抽水机【师生分析】如图所示，抽水机在启动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，当启动后，叶轮在电动机的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水送到了高处。

归纳整理】 第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 【课堂练习】1．活塞式抽水机的工作原理如图所示，当活塞被从圆筒底部提起时，阀门A____，地下水在______的作用下推开阀门______，进入圆筒中2. 如图使用活塞式抽水机时，若提起活塞，阀门A关闭，活塞下面的空气稀薄，低处的水受到_______的作用推开阀门B进入圆筒当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，冲开阀门_____进入圆筒的上部再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门______关闭，水从侧管流出 3．如图是活塞式抽水机工作示意图，下列说法错误的是（　）A．抽水机是利用大气压来工作的B．在图甲中，当用力在Q处向下压手柄PQ时，手柄上的P点受到的作用力竖直向上C．在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动D．这样的抽水机提升水的最大高度约为10m4. 如图所示是活塞式抽水机工作的示意图其中手柄AOB是杠杆，O为支点当活塞向上运动，将地下水汲上来时，请画出手柄所受动力F1的力臂及阻力F2 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？参考答案与试题解析9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 （导学案）【学习目标】1. 能理解活塞抽水机的工作原理，掌握简易活塞抽水机的制作方法，并了解大气压强在其中的应用。

2. 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3. 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学习重点】活塞式抽水机的工作原理；制作活塞式抽水机学习难点】活塞式抽水机的工作原理；制作活塞式抽水机自主预习】阅读教材，完成以下问题：活塞式抽水机工作时，活塞向上移动 阀门关闭，水在 的作用下冲开 阀门，流入圆筒活塞向下移动时， 阀门关闭， 阀门在液体压强的作用下被冲开，水流到活塞上部如此反复，水便可从出水管流出答案】 A 大气压 B B A【详解】提起活塞A门关闭，大气压使水推开B门进入圆筒；压下活塞时B门关闭，活塞下面的水推开阀门A涌到活塞上面，活塞被不断的提起、压下水被不断的抽上来，最高提10.13m合作探究】探究一、活塞式抽水机原理1 . 提出问题 取一个注射器，把针头插到装有水的盆中，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，水就会被压回盆中怎样才能不断地将水提升到高处呢? 2. 活塞式抽水机的构成活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成。

3. 活塞式抽水机的工作原理【根据下图进行分析】①提起活塞，阀门A受到大气压的作用关闭活塞下面空气稀薄，气压小于外界的大气压低处的水受到大气压的作用，推开阀门B进入圆筒②当压下活塞时，阀门B被水压下关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部③再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出同时井的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒例题1】如图是活塞式抽水机工作的示意图，下列说法错误的是（　）A．抽水机是利用大气压来工作的B．在图甲中，阀门A与B都是单向阀门C．在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，水被阻不能向下流动D．这样的抽水机提升水的高度可以无限高【答案】D.【解析】A．抽水机是先将筒内的空气排出，使其内部压强较小，水在外界大气压的作用下被压到高处，是利用大气压工作的，A正确，不符题意；B．在图中，抽水机的阀门A与B都是单向阀门，B正确，不符题意；C．在图乙中，在Q点向上抬手柄PQ时，阀门B由于受液体压力而关闭，形成一个闭合的空间，所以水被阻不能向下流动，C正确，不符题意；D．抽水机是利用大气压来工作的，大气压强取1标准气压，则支持的水柱高为 即1标准气压能支持10m高左右的水柱，所以抽水机提升水的最大高度约为10m，故D错误，符合题意。

所以选D.探究二、设计并制作活塞式抽水机1. 设计活塞式抽水机【提出问题】制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题例如，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?....请发挥你的聪明才智，充分利用身边的材料，与同学们一起认真思考讨论，制订设计方案2. 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3. 制作活塞式抽水机的步骤（1）如图甲所示，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2）如图乙所示，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拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为进水口3）如图丙所示，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 甲 圆筒和活塞 乙 出水管 丙 带阀门的活塞（4）如图所示，装上活塞，抽水机就组装好了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。

4. 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5. 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?6. 拓展——离心抽水机【师生分析】如图所示，抽水机在启动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，当启动后，叶轮在电动机的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压迫使低处的水推开底阀，沿进水管进入泵壳，进入泵壳的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水送到了高处归纳整理】 第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 【课堂练习】1．活塞式抽水机的工作原理如图所示，当活塞被从圆筒底部提起时，阀门A____，地下水在______的作用下推开阀门______，进入圆筒中。

答案】关闭，大气压，B详解】由图可知，当提起活塞时，阀门A关闭，活塞内的气体体积增大，气压降低，低于外界的大气压，。