9.4跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機（導學案）【學習目標】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.激發學生對科學探索的興趣，培養其創新思維和環保意識，通過跨學科融合體驗知識的綜合運用。【學習重點】活塞式抽水機的工作原理；制作活塞式抽水機。【學習難點】活塞式抽水機的工作原理；制作活塞式抽水機。【自主預習】閱讀教材，完成以下問題：【合作探究】探究一、活塞式抽水機原理1.提出問題

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等組成。3.活塞式抽水機的工作原理【根據下圖進行分析】①提起活塞，閥門A受到大氣壓的作用關閉。活塞下面空氣稀薄，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當壓下活塞時，閥門B被水壓下關閉，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。【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（）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探究二、設計并制作活塞式抽水機1.設計活塞式抽水機【想一想】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）如圖甲所示，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）如圖乙所示，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）如圖丙所示，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。甲圓筒和活塞乙出水管丙帶閥門的活塞（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。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?6.拓展——離心抽水機【師生分析】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，這樣一直循環下去，就不斷把水送到了高處。【歸納整理】第4節跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機【課堂練習】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。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。3．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10m4.