内容正文:
第三单元 计量时间
2.用水计量时间
教学目标
科学观念
初始水位和孔径不变,流出相同水量所需的时间一致;保持水位不变,水流的速度不变。水流的这一特点可用于计时。
科学思维
1.能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。
2.通过观察古人利用流水计时的装置,结合自己的实验探究,理解这些装置计时的方法。
探究实践
1.理解古人的聪明才智,对古人的智慧创作产生敬佩之情。
2.在观察和记录实验数据时能始终保持严谨细致的态度。
态度责任
了解社会的发展会带动计时工具的进步。
新知导入
聚 焦
圭表
日晷
燃香
新知导入
日影、燃香、蜡烛......等曾被人们用来计时,但这些方法都有各自的缺陷,
阴天、夜晚不能用
新知导入
日晷
圭 表
3比如:日晷只能在天气晴朗的白天使用,在阴天、夜晚却不能使用。
不能长时间计量时间
新知导入
需求
方便 持续 精准
燃香钟
蜡烛钟
4燃香钟利用了香燃烧的速度是均匀的,具有等时性的原理,能准确记录一小段时间,但不能长时间的、持续计时。
根据人们新的需求,古人继续探索,寻求更加方便、持续、精准的计时工具。
后来,人们发现利用水来计时也是可以的,还制作出了水钟。
新知导入
在古代,人们还曾利用水来计时,他们是怎样设计这种计时工具的呢?
古代的水钟
新知导入
这是古代计时用的一种水钟,在中国又叫作“刻漏”或“漏壶”。水钟有两类,分别是泄水型和受水型,图中所示的是较为广泛使用的浮子上装有漏箭的受水型漏壶。
古代的水钟
新知讲解
水流的速度是均匀的吗?
探 索
新知讲解
把一个透明塑料饮料瓶去掉底部,倒过来盛水(装200毫升水),在瓶盖上扎一个小孔,让水可以从小孔中缓缓流出。
仔细观察,水流速度是否保持均匀。
探索一:观察水流的速度
新知讲解
实验现象:
水流一开始呈线状缓缓流下,后来呈滴状。
实验结论:
水流的速度不是均匀的。
新知讲解
如何用更精确的办法来测量水流速度是不是均匀的?
新知讲解
200毫升
平均分段、分段计时、比较每段时间是否相同。
200
150
100
50
新知讲解
1.在瓶子中装200毫升水,同样让水从瓶盖的小孔中流出,并用量杯接住流出的水。测量量杯内的水积聚到50毫升时用了多少时间。
2.推测积聚到100毫升、150毫升时,分别需要多少时间。
3.实际测量积聚到100毫升、150毫升时,分别需要多少时间。
探索二:测量水流速度的变化
新知讲解
注意事项:
1. 操作员:倒水到200ml,控制流水的开关,三次测量完成后把水倒回烧杯。
2. 计时员:喊“三、二、一,放”;听到“50ml快到了,准备,到”时迅速计时。
3. 观察员:观察量筒内水面的变化,及时喊“50ml快到了,准备,到”。
4. 记录员:把计时员报出的时间及时记录到记录表中(以秒为单位)。
5.实验重复三次
注意
新知讲解
水流速度记录表
水流量
所需时间(秒)
推测时间(秒) 实际时间(秒)
50毫升
100毫升
150毫升
日期:
新知讲解
实验结论:水位不同,水流速度变化了。随水位下降,水流速度越来越慢。
水流量 所需时间
推测时间 第一次实际时间 第二次实际时间
第三次实际时间
第一个50毫升
1分46秒 1分46秒 1分46秒
第二个50毫升(100)
2分11秒 2分11秒 2分11秒
第三个50毫升(150)
2分29秒
2分29秒
2分29秒
实验现象:当瓶中的水越来越少,水的流速度越来越慢,最后甚至会断断续续成滴状。
水流速度不均匀
水流速度记录表
新知讲解
实验结论:初始水位高度和孔径不变,流出等量的水所需的时间一致;保持水位高度不变,水流的速度不变。
实验现象:同一水位高度,流出相同多的水所需要的时间是相同的。
水流量 所需时间
推测时间 第一次实际时间 第二次实际时间
第三次实际时间
第一个50毫升
1分46秒 1分46秒 1分46秒
第二个50毫升
2分11秒 2分11秒 2分11秒
第三个50毫升
2分29秒
2分29秒
2分29秒
水流速度记录表
新知讲解
古人是如何克服水位不同,水的流速不同这个问题的?
保持水位不变,水流速度基本不变。
给漏杯不断加水,让水位保持不变。
新知讲解
探索三:观察古代水钟
新知讲解
注水口
溢水口
漏水口
水位保持不变
水滴以固定的速度滴入圆筒,使得浮标会随水量的增加而逐渐上升,从而显示流逝的时间。
新知讲解
容器内的水随水的流出而下降,从而测出过去了多少时间。
新知讲解
查阅资料,了解古代不同类型的水钟。
知识拓展