【活动目的】
学会使用常见材料制作简易抽水机。通过实践,理解活塞式抽水机的工作原理,包括活塞运动与气压变化的关系。
【项目实施】
1. 了解活塞式抽水机的原理和工作过程
活塞式抽水机,也被称为吸取式抽水机,是一种常见的抽水设备。它的主要工作原理是通过活塞的移动来排出空气,从而形成内外的气压差,使水在气压作用下上升并被抽出。

吸水过程
如图1甲,当活塞A通过连杆向上移动时,缸内气体体积增大,压强迅速降低。由于缸外大气压强的作用,缸体下阀门B被其下部水压强行打开,水被压入缸内。
提水过程
如图1乙,当活塞A通过连杆向下移动时,缸体的下阀门B被其上部水流强行关闭。缸体的上阀门被其下部水流的反作用强行打开,活塞A逐步运动到缸体下端。
出水过程
如图1丙,当活塞A上面的水位达到出水口时,水从出水口排出。活塞A不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
2. 设计活塞式抽水机
了解了活塞式抽水机的工作原理,就可以知道要制作活塞式抽水机,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?……
3. 制作活塞式抽水机
【材料用具】
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。
【实验过程】
(1)如图2所示,剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪小一部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。
(2)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(图3)。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。
(3)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(图4)。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。
(4)装上活塞,抽水机就组装好了(图5)。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。
思考:如何进一步提升抽水机的抽水效果?

改进活塞设计、优化阀门系统、增加抽水深度、改进进水管设计、使用动力辅助以及定期维护和检查等方法,可以有效地提升简易活塞式抽水机的抽水效果。