人往高處走,水往低處流。所有東西都是有重力的,在沒有外力的情況下,最終都是會落地的。同學們回憶一下自己見過的山川河流,水是不是都是從地勢高的地方流向地勢低的地方?那同學們能相信水從低處往高處流嗎?我們一起來看一下神奇的阿基米德螺旋泵,請這位小朋友來轉動手輪,我們一起來感受一下神奇的水往高處流。
● 同學們知道水為什麼能往高處流嗎?
答案:這到底是怎麼回事呢?其實這個的原理很簡單,大家可以看到轉動手輪時,螺杆一方面繞本身的軸線旋轉,另一方面它又沿襯套内表面滾動,于是形成泵的密封腔室。螺杆每轉一周,密封腔内的液體向前推進一個螺距,随着螺杆的連續轉動,液體以螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔,最後擠出泵體。古希臘時期的阿基米德是有史以來最早的水泵發明者。一個星期天,阿基米德和朋友一起乘船在尼羅河上,忽然,他看到一群人在用木桶拎水,便問道:“他們幹嘛要拎水?”
“河床地勢低,農田地勢高,農民隻好拎水澆地了。”一位當地的同學告訴他.“這樣拎水的效率太低了,澆一丘田不知要拎多少桶。”阿基米德心中産生了對農民的同情心。“可不可以讓水往高處流呢?”阿基米德開始思考這一問題。漸漸地,在阿基米德的腦海中産生了一個設想:“做一個大螺旋,把它放在一個圓筒裡.這樣,螺旋轉起來後,水不就可以沿着螺旋溝帶到高處去了嗎?”
阿基米德立即根據這一設想,畫出了一張草圖。他拿着這張草圖去找木匠幫他做一個用于泵水的工具。阿基米德将這個工具搬到河邊,果然讓水從低處往高處流了。前來圍觀的農民,被這神奇的東西迷住了。他們紛紛贊揚阿基米德為農民做了一件大好事。不久,這種螺旋水泵在尼羅河流域,乃至更廣大的範圍流傳開了。人們把這種水泵稱為阿基米德螺旋泵。一些現代工廠仍然使用這種阿基米德螺旋泵來移動流質和粉物。
2.探索發現:阿基米德螺旋泵
● 準備材料:導管、皮筋2個、白闆筆、色素、圓盤、燒杯、水
● 實驗步驟:
将軟管在馬克筆上端繞一圈并用皮筋固定,固定好後将剩餘部分繼續纏繞在馬克筆上,并把軟管末端也用透明膠固定(注意透明膠不要太緊,管口壓住的話不好進水)。往圓盤滴入幾滴色素,并加入九分滿的水,把做好的螺旋泵一端浸入水中一端處于圓盤外,握住馬克筆不停旋轉,一段時間後,水從另一端流出。
● 實驗原理:
可以引導小朋友仔細觀察,水一直停留在PVC管道中靠地面的一側。當我們轉動螺旋泵時,管子會舀起一些水,然後是空氣,再才是水。空氣一直占據着螺旋泵中一截一截的空間,形成空氣柱。
由于水總是往下流,轉動圓筒時,水從一個彎道緩緩流進下一個彎道,空氣柱同時阻止了水的回流。随着圓筒的持續旋轉,我們終于看見螺旋泵中的水位上升至頂端,水流也從水泵頂部流了出來。
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