【活动内容】

调查学校供水系统。

【活动目的】

1．初步学会科学观察的基本方法。

2．利用物理知识分析学校供水系统的工作原理。

3．培养学生的创新能力。

4．通过调查、观察，认识科学技术的重要作用。

【活动准备】

1．知识准备：液体内部压强的规律和公式P=ρgh，连通器原理、能的转化、电功率、电磁继电器原理等知识。

2．器材准备：笔记本、笔、照相机、卷尺等。

3．组织准备：全班分为三个小组，小组长负责调查活动，进行安全、纪律教育。

【活动过程】

1．勘察、测量供水系统现场

⑴第一组到水井边查看水管、水泵、开关的安装和分析水泵铭牌上的数据。

⑵第二组到楼顶查看水箱、水管的安装。

⑶第三组到用户卫生间查看水管的安装，走访用户用水情况。

每组20min，然后转换调查地点。

2．方法

⑴观察：水箱、水管安装的位置，用照相机拍下现场有关相片。

⑵测量：用长卷尺测量水箱距地面高度。

⑶绘图：绘制供水系统水、电示意图。

3．作业

各组整理调查结果，写好调查报告，思考、讨论下列问题：

⑴在本次调查活动中，你有哪些体会和收获？

⑵学校供水系统与哪些物理知识有联系？

⑶你对改善学校供水系统有哪些建议？

【活动小结】

这次调查活动极大的激发了学生的学习兴趣，使学生认识到科学技术在生活中的重要作用。同学们将课本上的理论知识运用到生活的实践中，既开阔了视野，又培养了能力。

在调查报告中，同学们根据所学知识提出了一些合理建议，如：杨享文同学提出利用电磁继电器自制水位自动控制器，使水泵开关由人工控制变为自动控制；程进同学提出将裸露在室外的水管用稻草和薄膜包扎防止冻裂等都受到了学校的重视。

附：调查报告

调查报告

一、调查者：三块碑中学初三（一）班第一组 张振 程进

二、调查课题：学校供水系统概况

三、调查时间：2005.9.8

四、调查地点：学校水井、水箱、厕所等处

五、调查报告内容

（一）调查原因

我校地理位置偏远，地势较高，地表含水量少，生活用水一度极为困难。2001年在多方努力下，请专业打井队在校内打下一口日产地下水近80t，深约92m的深水井，才解决了学校用水压力，为了解供水系统工作原理，我们对此进行了调查。

（二）调查过程

1．观察、思考、讨论

①在水井边，我们看到水管表面覆盖着一层水珠，水管像是在“出汗”一样，这是什么原因造成的？

归纳总结：在天气气温较高时，与地下水温度相差较大，这时空气中的水蒸汽遇到冰冷的水管液化形成的。

②水由地下到楼顶的水箱中，再从水龙头中流出来，在这个过程中能量是如何转化的？

归纳总结：这个过程中先是电能转化为潜水泵的机械能，机械能再转化为水的势能，打开水龙头后，水的势能又转化为水的动能了。

③观察井中的水管和井外的水管，可以发现两者是不一样的，井中采用的是无缝钢管，井外用的是普通铁管，为什么会有这种区别？

归纳总结：这是因为水箱位置较高，学校水井深90多米，水箱与水井内部形成的水位差很大，水位差越大，液体产生的压强也越大，为了耐高压所以井中采用无缝钢管，而井外水管所需承受的压强小一些，所以用价格较便宜的普通铁管。

④在潜水泵开关的前面安装有保险丝，起什么作用？

归纳总结：当电路中电流过大时，保险丝会首先熔断，起到防止烧毁电路和潜水泵的作用。

⑤水箱由两个半球组成，它们的接头处是用一些大螺丝压紧的，在每个螺帽下方都垫有一个钢垫圈，这起什么作用？

归纳总结：这是为了增大受力面积减小压强，防止旋紧螺帽时水箱接头处被压破裂。

⑥观察水箱顶，可看到顶部都开有一个小孔，为什么？(如图1)

图 1

归纳总结：水箱顶部留的小孔，是为了使气体能进入水箱中，防止因大气压将水堵在水管中，水不能顺利流出来。

⑦卫生间的下水管道上都有一个“U”形弯管，有什么用途？(如图2)

图 2

归纳总结：这个“U”形弯管构成一个连通器，使得水面两边总是相平的，“U”形管下方总会存留一些水，使下水管道内的异味不能进入室内。

2．分析计算潜水泵说明书上的参数

①观察潜水泵说明书上标有哪些数据，分别表示什么意思？

归纳总结：说明书上注有额定电压220V，输入功率3.3kw，输出功率3kw，电源频率50Hz等。

②根据说明书标注的数据，如何计算该水泵的额定电流？若潜水泵距离地面30m，水箱离地面12m，潜水泵在1h内消耗电能为多少？又能将多少m³的水送到水箱中？

归纳总结：

额定电流

1h内消耗电能为

1h内水泵对水做功为

由,可得

（三）建议

我校目前的供水系统虽然为解决用水困难起到了重要作用，但以下方面还能进得行进一步改进。

1．将井中水管改用耐高压的无缝钢管，可防止井下水管破裂。

2．利用电磁继电器改装的水位自动控制器可自动控制潜水泵开关，节约电能及水资源，并且可防止停水。

3．在输水管道中加装活性炭净水器可有效降低水的硬度，提高水质。

4．将室外水管用稻草和薄膜包裹起来可起到防止水管冻裂的作用。