文档内容
9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（教学设计）
年级 八年级 授课时间
课题 9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
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。
教学 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
目标 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。
本节分“活塞式抽水机的工作原理”和“制作活塞式抽水机”两部分内容。
活塞式抽水机的工作原理、制作活塞式抽水机是本节教学的重点，也是难点。
教材
本节内容实际上是大气压强的一个典型应用。在教学过程中，教师应根据这
分析
一思想突出活塞抽水机的工作原理。针对学生在制作过程中可能遇到的问题，耐
心指导，培养学生的动手实践能力。
八年级学生在物理学科的学习上已经具备了一定的基础，对力的作用、压
力、大气压等概念有了初步的认识。为学生对活塞式抽水机的工作理及其制作奠
定了基础。在教学过程中，应关注以下几点：
学情分析 1. 针对学生好奇心强的特点，充分激发学生的学习兴趣，引导学生主动探究
活塞式抽水机的工作原理。
2. 在教学过程中，教师应以学生为中心，充分调动学生的主观能动性，使学
生在轻松愉快的氛围中学习物理知识，提高学生的科学素养。
教学重点 活塞式抽水机的工作原理；制作活塞式抽水机。
教学难点 活塞式抽水机的工作原理；制作活塞式抽水机。
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
教学
皮膏，一根塑料管。
器材
多媒体ppt，包含视频：《活塞式抽水机原理》、《自制活塞式抽水机》等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课
在生产生活中，人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中有一种活塞式
思考问题，进
抽水机，利用人力反复提压手柄就可以抽水。
入情境。
本节我们就自己动手制作一台简易活塞式抽水机。
学习新课 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。
思考问题，进
怎样才能不断地将水提升到高处呢?
入主题。
与老师一起分
2. 活塞式抽水机的构成
析活塞式抽水
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。
机、离心式抽
3. 活塞式抽水机的工作原理
水机的原理，
【师生共同分析】
知道都是利用
了大气压。
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。
【播放视频】——《抽水机的工作原理》
做例题1，会
【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（ ）
根据活塞式抽
A．抽水机是利用大气压来工作的
水机的工作原
B．在图甲中，阀门A与B都是单向阀门
理分析工作过
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
程。
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
p0 1.0×105帕
h水= = = 10米
ρ水g 1.0×103千克/米3×9.8牛/千克
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.
学习新课 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?....
以小组为单位
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
制订设计方
论，制订设计方案。
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
根据实验方案
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
进行制作。
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。
把自制的模型
4. 测试与调整
进行测试与调
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
整，进行优化
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
提高。
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。 把自制的模型
5. 展示交流 进行展示交
（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 流，讲解抽水
畅。 机各部件的作
（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 用。
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? 观看视频，了
【播放视频】——《自制活塞式抽水机》 解制作过程。
6. 拓展——离心抽水机
了解离心抽水
【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
机的原理。
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。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。
课
【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
堂
低，低于外界的大气压，因此管外的水在大气压的作用下推开阀门B，进入圆筒中。
练
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
习
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。
【答案】大气压，A，A。
【详解】使用活塞式抽水机，若提起活塞，阀门A关闭，活塞下面的空气少，低处
的水受到大气压的作用推开阀门进入圆筒。
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A，进入圆
筒的上部。
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。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10m
【答案】B。
【详解】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，所以抽水机是利用大气压工作的，故A正确，不符题意；
B．图甲中，当用力在Q处向下压手柄PQ时，手柄上P点对活塞一个向上的力，由
课
于物体间力的作用是相互的，活塞对P的作用力是向下的，故B错误，符合题意；
堂
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
练
闭合的空间，所以水被阻不能向下流动，故C正确，不符合题意；
习
D．抽水机是利用大气压来工作的，已知大气压强为p=1.0×105Pa，由p=ρgh可得
0
p0 1.0×105帕
h水= = = 10米
ρ水g 1.0×103千克/米3×9.8牛/千克
则1标准气压能支持10m高的水柱，故抽水机提升水的最大高度约为10m，故D正
确，不符合题意。
故选B。
4. 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F 的力臂及阻力F。
1 2
【答案】见右图。【详解】延长动力作用线，过支点O作动力作用线F 的垂线段L，阻力作用点在点
1 1
A，方向竖直向下，如图所示.
第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
一、活塞式抽水机的工作原理
板 二、设计并制作活塞式抽水机
书 1. 设计方案。
设
2. 材料。
计
3. 制作步骤。
4. 展示交流。
第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
课
堂
小
结
作
业
