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【摘要】本论文介绍了压水井的基本概念，详细地分析了压水井的工作原理和压水井中的杠杆原理等，涉及到包括大气压强、杠杆原理、摩擦力、热传导、能量守恒等很多物理知识。
【关键词】压水井；压强；杠杆原理；摩擦力
引言
压水井是一种将地下水引到地面上的一种工具，它是铸铁造，底部是一个水泥式的垒块，井头是出水口，后粗前细，尾部是和井心连在一起的压手柄，约有二三十公分长，经常使用，使其变得较为明亮，井心中是块引水皮，靠的就是这块引水皮和井心的作用力将地下水压引上来。压水井由于结构简单、建造容易、使用方便成为我国广大农村普遍采用的一种分散式给水设施。压水井与农民的生活息息相关，在其中涉及到很多物理知识，包括压强、杠杠、摩擦、能量转换等知识，具体分析如下。
一、压水井的工作原理
我们用的压水井，上面有一个活塞，下面有一个阀门，这个活塞和阀门都是一个单向阀，使空气向上流动而不向下流动。活塞向上运动时，阀门开启，可以将下面管子里的空气抽到上面空腔来；活塞向下运动时，阀门关闭，空气从活塞边上“冒”出来。如此循环将下面管子里的空气抽出，使得下面管子里的空气变稀薄，直至近似为真空，最终水在外界大气压的作用下，就被抽上来了。当水被抽上来以后，由于水的密封作用，活塞上下运动时，就可以把管中的水连续抽出，并通过“井嘴”流出。
二、为何很多压水井还经常需要引水呢？
答：原因主要有两个方面：一、很多压水井密封不好，如果不引水，活塞上部的空腔中是空气，在活塞上下运动进行压水时，空腔中的空气会漏进去下面管子中，这样就很难将下面的管子抽为真空，也就很难把下面管子中的水抽上来。由于水有很好的密封作用，空腔中加上水后活塞再上下运动，就可以很容易的把下面管子中的水抽上来，引水的作用就是密封。二、在枯水期、平水期或者是比较缺水的地方，地下水位比较低，管子中的空气较多，不引水是很难把水抽上来的。
备注：不过对于一些水位比较高的地方，压水井一般不用引水也能抽上水来。
三、压水井中的杠杆原理
当人手用力压下压手柄时，人手所用的力是动力，由于压手柄本身具有重力此也为动力，当压手柄下移时，活动杆带动活塞上移，带动水上升，此时水的重力为阻力，还有活塞与水及空腔内壁之间的摩擦力为阻力。
此时压水井的杠杆受力分析示意图可以简单如图1所示：
当人手用力提起压手柄时，人手所用的力是动力，压手柄本身具有重力此力为阻力，当压手柄上移时，活动杆带动活塞下移，水下降，此时水的重力变为动力，还有活塞与水及空腔内壁之间的摩擦力仍为阻力。
此时压水井的杠杆受力分析示意图可以简单如图2所示：
有经验的农民在使用压水井压水时，会用右手握住压手柄的尾部，而用左手握住压水柄的中上部，这是为何呢？（活塞和井壁间的摩擦忽略，压手柄自身重力忽略）
答：把压手柄从上往下压的过程中，活塞向上运动，阀门开启，将下面管子中的水跟随活塞抽上来，进入活塞下面的空腔，此时需要给活动杆提供很大的力，阻力臂是一个固定值，则阻力矩很大，因此需要很大的动力矩。此时右手握住压水柄尾部往下压，动力臂近似等于压水柄的长度，由杠杆原理可知，此时只需要较小的力即可，此时压水井是一个省力杠杆。
当把压水柄从下往上提的过程中，活塞向下运动，阀门关闭，刚刚被抽到活塞下面空腔中的水从活塞边上“冒”出来，此时只需要给活动杆很小的力，阻力臂是一个固定值，则阻力矩很小，因此只需要很小的动力矩。此时左手握住压水柄中上部往上提，动力臂只是压手柄长度的一半左右，即左手只需上提较小的距离就可以把压手柄提起来，虽然压水井还是一个省力杠杆，但是相对于压手柄下压过程而言，压手柄上提过程省了很多距离，使得压水效率大大提高。
压水井中涉及到的其它物理知识
很多压水柄是用铁做成的，长年使用使得压手柄很光滑，冬天时农民经常把一块干布绑在压手柄上，作用如下：①增大手与压手柄之间的摩擦系数，进而增大摩擦力，起到防滑作用；②由于冬天天气冷，压手柄的温度很低，手的温度相对高的多，铁是热的良导体，而布是热的不良导体，放布可以防止手与铁质压手柄直接接触，起到隔热作用。
有些农民采用木质压手柄，其中的物理道理和使用干布是一样的。
能量守恒：人在压水过程中，能量是守恒的。人耗费体内的化学能通过胳膊转化为压手柄的动能和活动杆的动能，最终转化水的动能和重力势能。由于摩擦不可以避免，所以还有小部分动能转化为压水井的内能，并以热传导的方式传递到周围空气中。即
【参考文献】
［1］义务教育课程标准实验教科书．物理[M]．物理九年级全一册．北京：人民教育出版社，2006。
【关键词】压水井；压强；杠杆原理；摩擦力
引言
压水井是一种将地下水引到地面上的一种工具，它是铸铁造，底部是一个水泥式的垒块，井头是出水口，后粗前细，尾部是和井心连在一起的压手柄，约有二三十公分长，经常使用，使其变得较为明亮，井心中是块引水皮，靠的就是这块引水皮和井心的作用力将地下水压引上来。压水井由于结构简单、建造容易、使用方便成为我国广大农村普遍采用的一种分散式给水设施。压水井与农民的生活息息相关，在其中涉及到很多物理知识，包括压强、杠杠、摩擦、能量转换等知识，具体分析如下。
一、压水井的工作原理
我们用的压水井，上面有一个活塞，下面有一个阀门，这个活塞和阀门都是一个单向阀，使空气向上流动而不向下流动。活塞向上运动时，阀门开启，可以将下面管子里的空气抽到上面空腔来；活塞向下运动时，阀门关闭，空气从活塞边上“冒”出来。如此循环将下面管子里的空气抽出，使得下面管子里的空气变稀薄，直至近似为真空，最终水在外界大气压的作用下，就被抽上来了。当水被抽上来以后，由于水的密封作用，活塞上下运动时，就可以把管中的水连续抽出，并通过“井嘴”流出。
二、为何很多压水井还经常需要引水呢？
答：原因主要有两个方面：一、很多压水井密封不好，如果不引水，活塞上部的空腔中是空气，在活塞上下运动进行压水时，空腔中的空气会漏进去下面管子中，这样就很难将下面的管子抽为真空，也就很难把下面管子中的水抽上来。由于水有很好的密封作用，空腔中加上水后活塞再上下运动，就可以很容易的把下面管子中的水抽上来，引水的作用就是密封。二、在枯水期、平水期或者是比较缺水的地方，地下水位比较低，管子中的空气较多，不引水是很难把水抽上来的。
备注：不过对于一些水位比较高的地方，压水井一般不用引水也能抽上水来。
三、压水井中的杠杆原理
当人手用力压下压手柄时，人手所用的力是动力，由于压手柄本身具有重力此也为动力，当压手柄下移时，活动杆带动活塞上移，带动水上升，此时水的重力为阻力，还有活塞与水及空腔内壁之间的摩擦力为阻力。
此时压水井的杠杆受力分析示意图可以简单如图1所示：
当人手用力提起压手柄时，人手所用的力是动力，压手柄本身具有重力此力为阻力，当压手柄上移时，活动杆带动活塞下移，水下降，此时水的重力变为动力，还有活塞与水及空腔内壁之间的摩擦力仍为阻力。
此时压水井的杠杆受力分析示意图可以简单如图2所示：
有经验的农民在使用压水井压水时，会用右手握住压手柄的尾部，而用左手握住压水柄的中上部，这是为何呢？（活塞和井壁间的摩擦忽略，压手柄自身重力忽略）
答：把压手柄从上往下压的过程中，活塞向上运动，阀门开启，将下面管子中的水跟随活塞抽上来，进入活塞下面的空腔，此时需要给活动杆提供很大的力，阻力臂是一个固定值，则阻力矩很大，因此需要很大的动力矩。此时右手握住压水柄尾部往下压，动力臂近似等于压水柄的长度，由杠杆原理可知，此时只需要较小的力即可，此时压水井是一个省力杠杆。
当把压水柄从下往上提的过程中，活塞向下运动，阀门关闭，刚刚被抽到活塞下面空腔中的水从活塞边上“冒”出来，此时只需要给活动杆很小的力，阻力臂是一个固定值，则阻力矩很小，因此只需要很小的动力矩。此时左手握住压水柄中上部往上提，动力臂只是压手柄长度的一半左右，即左手只需上提较小的距离就可以把压手柄提起来，虽然压水井还是一个省力杠杆，但是相对于压手柄下压过程而言，压手柄上提过程省了很多距离，使得压水效率大大提高。
压水井中涉及到的其它物理知识
很多压水柄是用铁做成的，长年使用使得压手柄很光滑，冬天时农民经常把一块干布绑在压手柄上，作用如下：①增大手与压手柄之间的摩擦系数，进而增大摩擦力，起到防滑作用；②由于冬天天气冷，压手柄的温度很低，手的温度相对高的多，铁是热的良导体，而布是热的不良导体，放布可以防止手与铁质压手柄直接接触，起到隔热作用。
有些农民采用木质压手柄，其中的物理道理和使用干布是一样的。
能量守恒：人在压水过程中，能量是守恒的。人耗费体内的化学能通过胳膊转化为压手柄的动能和活动杆的动能，最终转化水的动能和重力势能。由于摩擦不可以避免，所以还有小部分动能转化为压水井的内能，并以热传导的方式传递到周围空气中。即
【参考文献】
［1］义务教育课程标准实验教科书．物理[M]．物理九年级全一册．北京：人民教育出版社，2006。