在生产生活中，人们经常需要将水从低处抽到高处，方法和工具有很多种。其中有一种活塞式抽水机，利用人力反复提压手柄就可以抽水，我们就借助日常生活中最常见的可乐瓶，自己动手制作一台简易活塞式抽水机吧。

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一、物理学原理

大气压强：理解大气压强是抽水机工作的基础，即大气压能够支持一定高度的水柱。

气体的压强与体积的关系：掌握气体压强随体积变化而变化的原理，当活塞向上移动时，缸内体积增大，压强减小，从而允许水被压入；当活塞向下移动时，缸内体积减小，压强增大，将水推出。

单向阀门的原理：理解单向阀门如何控制水流方向，确保水在活塞上升时进入缸内，在活塞下降时不回流。

二、实践操作能力

1.材料选择与准备：

可口可乐瓶：2个，洗净并去掉标签。自行车辐条：1根，吸管：1根，瓶盖1个+1根寸钉，热熔胶枪及配套胶棒，胶带，剪刀，美工刀，打孔器等。

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2.制作步骤

圆筒制作：将一个可口可乐瓶拧下瓶盖，瓶口向下作为抽水机圆筒，用剪刀在距瓶底3cm左右的位置，将可乐瓶剪成两部分，在瓶底的中心钻一个小孔，孔的大小应略大于自行车辐条的直径，以便辐条能够轻松穿行。

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活塞制作：将另一个可口可乐瓶从瓶盖向下至瓶肩3/4处，用剪刀剪下。在这个瓶盖的中心钻一个小孔，孔的大小应略小于自行车辐条的直径，以便辐条能够紧密穿过，瓶盖和这部分瓶肩共同作为活塞，自行车辐条作为活塞杆。

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活塞单向阀门制作：在作为活塞的瓶盖内侧，使用剪刀和打孔器制作单向阀门的出水口，在出水口处用胶带贴合一片大小适中的塑料片作单向阀门，以确保水流顺畅而不倒流。

圆筒单向阀门制作：瓶盖1个+1根寸钉，寸钉用热熔胶固定在瓶盖外中点处作为单向阀门，放在倒置作为圆筒的可乐瓶内部瓶口处作为圆筒单向阀门。确保其能够随着水流的方向自动开关。

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安装出水管：选择一根吸管作为出水管，在圆筒距上端5cm的适当位置钻一个孔，将出水管插入并用热熔胶固定好，确保其不会漏水。

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3.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。

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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。

4.展示与交流：一旦测试成功，你的简易活塞式抽水机就制作完成了。将抽水机的进水管插入盛水的大杯子中。观察水被不断抽出的过程，注意观察活塞上下运动时，单向阀门的开启和关闭情况。学生能用大气压及气体压强随体积变化的原理，阐述活塞式抽水机整个工作过程。

总结制作过程中的经验教训，提出改进方案。反思跨学科实践对个人知识结构和能力培养的作用。

三、 工具使用技能

1.热熔胶枪的使用：掌握热熔胶枪的使用方法，包括如何加热胶棒、如何控制胶量以及如何在不同材料上进行粘合。

2.剪刀的使用：能够熟练使用剪刀进行裁剪和打孔，确保材料尺寸和形状符合设计要求。

3.其他辅助工具的使用：如打孔器、螺丝刀等，用于完成特定的制作步骤。

四、 跨学科知识融合

1.物理与工程学的结合：将物理学原理应用于实际工程问题中，通过制作抽水机来引导学生从物理、材料科学、工程设计等角度讨论抽水机的制作过程和原理，加深对物理概念的理解和应用能力。

2.创新思维与问题解决：在制作过程中培养学生的创新思维和问题解决能力，鼓励学生尝试不同的设计方案和材料组合，探讨如何将这一原理应用于实际生活中，如农村压水井、水泵等。

五、 安全意识

1.操作安全：在使用热熔胶枪等高温工具时注意安全操作规范，避免烫伤等意外事故的发生。

2.材料安全：确保所选材料无毒无害且适合用于制作抽水机。

通过本次跨学科实践活动，学生不仅掌握了活塞式抽水机的制作方法和原理，还深刻体会到了跨学科学习的重要性和乐趣。希望同学们在今后的学习和生活中，能够继续运用所学知识解决实际问题，不断提升自己的综合素质和能力。

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