跨學(xué)科實踐制作簡易活塞式抽水機-人教版物理八年級下學(xué)期2

第九章壓強跨學(xué)科實踐：制作活塞式抽水機第4節(jié)人類通向深海的道路十分崎嶇和艱難，其原因之一，是深海的海水壓力大得令人難以置信，人要潛入深海，是一個高科技難題。2020年，我國自主研制的“奮斗者”號全海深載人潛水器潛入了萬米級的深海中，敲開了這扇神秘“龍宮”的大門，標志著我國深海潛水科技達到了一個新的水平。萬米深海意味著什么有人說，設(shè)想你在萬米深的“奮斗者”號全海深載人潛水器中把一只腳伸到外面的海水里，海水對你腳背的壓力相當于2000個人疊起來踩在你的腳上!海水壓力果真有這么大嗎創(chuàng)設(shè)情景，引入新課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(yīng)用。2.通過動手制作、測試與調(diào)整的過程，培養(yǎng)學(xué)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(xué)生對科學(xué)探索的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和環(huán)保意識，通過跨學(xué)科融合體驗知識的綜合運用。學(xué)習(xí)目標在農(nóng)村的一些地方，人們常用抽水機將水從低處抽到高處。其中，人們用到了一種活塞式抽水機，利用人力反復(fù)提壓手柄就可以抽水。你在什么地方見過這種活塞式抽水機？你知道它的工作原理嗎？項目提出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燒杯中，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?zé)小Ｄ憧匆娺^護士給病人打針的過程嗎？怎樣才能不斷地將水提升到高處呢2.活塞式抽水機的構(gòu)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。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(guān)閉?；钊旅婵諝庀”。瑲鈮盒∮谕饨绲拇髿鈮?。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(guān)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(guān)閉，水從側(cè)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》設(shè)計并制作活塞式抽水機1.設(shè)計活塞式抽水機制作活塞式抽水機，需要考慮幾個關(guān)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(xué)們一起認真思考討論，制訂設(shè)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(nèi)徑相吻合。（2）在瓶子的側(cè)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。學(xué)生制作的活塞式抽水機模型看到了這個制作，你有什么好的想法，說給大家聽聽。4.測試與調(diào)整將整個裝置裝滿水，注意水位應(yīng)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(nèi)，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(diào)整。5.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(zhuǎn)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(shè)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(nèi)灌滿水，排出泵殼內(nèi)的空氣，當啟動后，葉輪在電動機的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)，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。視頻--抽水機的原理課堂小結(jié)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。課堂訓(xùn)練關(guān)閉大氣壓B2.如圖使用活塞式抽水機時，若提起活塞，閥門A關(guān)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(guān)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(guān)閉，水從側(cè)管流出。大氣壓AA3.如圖是活塞式抽水機工作示意圖，下列說法錯誤的是（）A．抽水機