内容正文:
3.2 用水计量时间
1.古人除了使用___________来计量时间之外,还曾经利用水来计时。
2.水钟的工作原理:___________原理。
3.等时性原理:找一个空酒瓶子,灌满水以后,倒立过来,让水流出去。反复做几次,水流完的时间总是一定的;第一次用几秒钟,第二次还是几秒钟。这就是___________原理。
:基础过关练
一、选择题
1.如下图所示,实验小组制作了一个简易的受水型水钟。如果要为该水钟标注时间刻度,那么较为合理的是( )。
A.A B.B C.C D.D
2.探究小组研究发现燃烧完一支香用时12分钟,如果将香的两边同时点燃,燃烧完这支香约可以计时( )分钟。
A.3 B.6 C.8 D.10
3.影响塑料瓶中水能否以均匀的速度往下流的主要因素是( )。
A.漏水孔的大小 B.塑料瓶的大小 C.塑料瓶中的水位高低
4.下列读数的方法正确的是( )。
A. B. C.
5.古代的水钟用水滴的好处是( )。
A.让水流得慢一点,计时长一点
B.水能以尽量均匀的速度往下流
C.滴1滴水刚好1秒,数60滴刚好1分钟
二、填空题
6.在水钟展台上,他们亲自操作了如图所示的水钟计时。那么这个水钟是一个 型水钟,为了保证计时的精确,水钟尽量控制注入下方容器的水流速度是 的。
7.现代计时工具有 、 、 、 等。
8.将一个去掉底的塑料瓶倒过来盛水,并在瓶盖上扎一个孔,让水从孔中流出。通过测量水流速度的变化发现,影响水流速度变化的主要因素有孔径的 和水位的 。
9.没有关紧的水龙头也可以看成是一个滴漏,若水龙头每小时漏掉180ml水,则一天(24小时计)水龙头将漏掉 ml水,对此你有何看法? 。
10.在不断实验与改进后,小科制作了一个计时更加准确的水钟如图,在计时过程中,浮标会____________(填“上升”或“下降”)。
三、判断题
11.在测量水流速度变化时,发现水流速度随着水位下降越来越慢。( )
12.泄水瓶孔的大小不变时,水位变低了水流速度也一直保持不变。( )
13.我国宋朝机械师发明的“水运仪象台”(水钟)是第一架真正的机械钟。( )
14.小明在给量筒读数时是仰视的,读数会偏小。( )
15.除了水,还可以用沙等流动的物体来制作计时工具。( )
:拓展培优练
四、连线题
16.计量时间。
泄水型水钟
以影子的方向、长短的变化计时
受水型水钟
浮标随水量的增加而上升,此显示流逝的时间
日晷
以容器内水面下降的多少测出经过的时间
五、简答题
17.说一说我们知道的计时工具有哪些?(答5种)
18.说一说,怎样才能保持水钟里的水以固定的速度往下流。
六、综合题
计时工具今年我国空间站的问天实验舱和梦天实验舱都将发射升空与空间站对接,在建设空间站过程中需要用到高精度的计时工具,它的精确度可以做到数亿年误差小于一秒。为了更加了解计时工具的发展,小科今天打算尝试做一个10分钟的水钟。
19.小科想做一个能计时10分钟的水钟,但加满水后1分钟就流完了,最主要的原因是( )。
A.开孔太大
B.水位太高
C.容器形状不规则
D.容器颜色
20.图1这个水钟属于( )(填“受水型”或“泄水型”)水钟。如果给这个水钟标上刻度,上图中标注正确的是( )(填“甲”“乙”或“丙”)。
21.在不断实验与改进后,小科制作了一个计时更加准确的水钟如图2,在计时过程中,浮标会( )(填“上升”或“下降”)。
22.图2中溢水口最主要的作用是( )。
A.增加出水量
B.降低下面容器中的水位上升
C.保持上面容器中的水位不变
D.加快水的流速
23.下列计时工具中,与水钟计时原理最相似的是( )。
A.太阳钟
B.沙漏
C.摆钟
D.圭表
24.我们可以用摆、水、太阳来计时,根本的原因是它们( )。
A.计时很精准
B.取材方便
C.运动具有规律
D.制作简单
25.计时工具经历了一个漫长的发展,计时仪器按出现时间的先后顺序是( )。
A.水钟→日晷→摆钟→原子钟
B.日晷→水钟→摆钟→原子钟
C.摆钟→水钟→日晷→原子钟
D.水钟→日晷→摆钟→原子钟
1.古人除了使用日昝、燃香和蜡烛来计量时间之外,还曾经利用水来计时。
2.水钟的工作原理:等时性原理。
3.等时性原理:找一个空酒瓶子,灌满水以后,倒立过来,让水流出去。反复做几次,水流完的时间总是一定的;第一次用几秒钟,第二次还是几秒钟。这就是等时性原理。
1.C
详解:受水型水钟的水量随时间线性增加,底部从0开始计时,水流速度先快后慢,所以时间刻度应该上密下疏,刻度间隔要不均匀。选项C中刻度上密下疏,符合要求。
2.B
详解:燃香具有等时性,燃烧完一支香用时12分钟,如果将香的两边同时点燃,燃烧完这支香约可以计时12÷2=6分钟。
3.C
详解:影响塑料瓶中水能否以均匀的速度往下流的主要因素是水位的高低。开始时水位高,压力大,水滴得快。随着水位的下降,压力变小,水滴得会越来越慢。
4.A
详解:量筒是一个带有刻度的玻璃筒,专门用来测量液体的多少,也就是测量液体的体积。使用量筒的时候,量筒必须放平稳,视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平,即A。
5.B
详解:人们用不同材料或物体来计算时间,这些物体之间的共性运动有规律的物体都可以用来制作计时工具。古时计时工具中有许多计时工具的相同点就是运动有规律,即物体运动的等时性规律。所以古代的水钟用水滴的好处是水能以尽量均匀的速度往下流。
6. 受水 不变
详解:水钟在中国又叫做“刻漏”、“漏壶”。根据它们的工作方式,可以分为受水型和泄水型两种,图中展示的时间刻度表在受水杯中是受水型水钟,要想保证水钟的准确性,就要保证在同等条件下的水流具有相对的稳定性。所以在水钟展台上,他们亲自操作了如图所示的水钟计时。那么这个水钟是一个受水型水钟,为了保证计时的精确,水钟尽量控制注入下方容器的水流速度是不变的。
7. 摆钟 石英手表 电子表 原子钟
详解:长期以来,人们一直在寻求精确的计时方法,随着科学和技术的发展,人们制作的计时工具越来越精确。现代的计时工具有机械钟、手表、石英钟、闹钟、原子钟等,越来越精确。
8. 大小 高低
详解:滴漏流速与水位高低有关,水位越低,滴漏流速越慢。将一个去掉底的塑料瓶倒过来盛水,并在瓶盖上扎一个孔,让水从孔中流出,可以看到水流的速度不均匀,随着瓶内水位的下降,水流速度越来越慢。过测量水流速度的变化发现,影响水流速度变化的主要因素有孔径的大小和水位的高低。
9. 4320 水资源是宝贵的,我国是一个水资源不足的国家,我们要注意随手拧紧水龙头,以防造成水的浪费
详解:若水龙头每小时漏掉180mL水,则一天(24小时计)水龙头将漏掉180mL/小时×24小时×=4320mL。虽然没关紧的水龙头也可以看成是一个滴漏,但是水资源浪费是不应该的。水资源是宝贵的,我国是一个水资源不足的国家,我们要注意随手拧紧水龙头,以防造成水的浪费。
10.上升
详解:在一定的装置里,水能保持以的速度往下流,人类根据这一特点制作来计时。古代的人们利用流水来计时,通常水钟有受水型和泄水型两类。图片这个水钟是“受水型”。在计时过程中,浮标会上升。
11.√
详解:在测量水流速度变化时,水位的高低会影响水滴的速度,开始时水位高,压力大,水滴得快。随着水位的下降,压力变小,水滴得会越来越慢。
12.×
详解:泄水瓶孔的大小不变时,随着水量的减少,由于水面降低,出水口的滴水速度会变慢,所以我们可以及时补充水量,保持水位不变,这样水流的速度就不会发生变化。
13.√
详解:早在11世纪,我国宋朝的机械师苏颂发明的“水运仪象台”(水钟)被认为 是第一架真正的机械钟。
14.√
详解:量筒是一个带有刻度的玻璃筒,专门用来测量液体的多少,也就是测量液体的体积。使用量筒的时候,量筒必须放平稳,视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平。小明在给量筒读数时是仰视的,读数会偏小。
15.√
详解:人们用不同材料或物体来计算时间,这些物体之间的共性运动有规律的物体都可以用来制作计时工具。古时计时工具中有许多计时工具的相同点就是运动有规律,即物体运动的等时性规律。除了水,还可以用沙等流动的物体来制作计时工具,比如沙漏等。
16.
详解:古代的水钟有“泄水型”水钟和“受水型”水钟两种,都是根据水量的变化制成的。
“泄水型”水钟是容器内的水面随水的流出而下降,从而测出过去了多少时间。即根据水量的减少,刻度一般在上面的容器。
“受水型”水钟是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。即根据水量的增加,刻度一般在下面的容器上。
日晷是古代人们利用光影来计时的一种工具,利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类沿用达几千年之久。
17.(一炷)香、滴漏(水钟)、日晷(太阳钟)、摆钟、石英手表、电子表、原子钟等。
详解:人们用不同材料或物体来计算时间,这些物体之间的共性运动有规律的物体都可以用来制作计时工具。古时计时工具有许多,计时工具的相同点就是运动有规律,除了“日晷”、“漏”外,蜡烛也可以用来计时。现在我们常用的计时工具有摆钟、石英手表、电子表、原子钟等。
18.开始时水位高,压力大,水滴得快。随着水位的下降,压力变小,水滴得会越来越慢。因此,要保持水钟里的水以固定的速度往下流,就需要控制杯底孔的大小和杯中的水位保持在一定的高度上。
详解:在古代,人们还曾利用流水来计时。水钟是人类根据在一定的装置里水能保持以稳定的速度往下流这一特点制作的计时工具。古代的水钟有受水型和泄水型两种类型。水钟开始时水位高,压力大,水滴得快。随着水位的下降,压力变小,水滴得会越来越慢。因此,要保持水钟里的水以固定的速度往下流,就需要控制杯底孔的大小和杯中的水位保持在一定的高度上。
19.A 20. 受水型 甲 21.上升 22.C 23.B 24.C 25.B
分析:水钟是利用流水的等时性而制作的计时工具,水钟在中国又叫做“刻漏”、“漏壶”。根据工作方式,可分为两种:一种是记录漏水时间的泄水型,一种是记录注水时间的受水型。
19.水位高低、开孔大小等因素影响水流的快慢。容器的形状和颜色不会影响水流速度。小科想做一个能计时10分钟的水钟,但加满水后1分钟就流完了,最主要的原因是开孔太大,水位高的影响没有这么大。故A选项正确。
20.读图1可以看出,图中下方容器具有时间刻度尺,上方的容器没有时间刻度尺,所以这个水钟属于受水型水钟。如果给这个水钟标上刻度,上图中标注正确的是 甲,因为上方容器水流速度受水位高低影响不是匀速的,水位越高,水流速度越快,随着水位下降,水流速度不断减慢,因此,下方受水器上的刻度是不均匀的,下部稀疏,上部密集。
21.在不断实验与改进后,小科制作了一个计时更加准确的水钟,读图2可以判断,在计时过程中,受水器中水位不断上升,浮标也会不断上升。
22.从图2中装置可以判断,图中溢水口最主要的作用是保持上面容器中的水位不变,保证滴水速度一致,计时更为准确。
23.A.太阳钟是利用太阳光影计时,与水钟利用水流等时性计时原理不同,故A错误;
B.沙漏与水钟计时原理最相似,都是利用水流或沙流等时性来计时的,故B正确;
C.摆钟是利用摆的等时性计时的,与水钟计时原理不同,故C错误;
D.圭表是利用太阳光影计时,与水钟利用水流等时性计时原理不同,故D错误;
24.A.用水、太阳来计时精准性不高,故A错误;
B.计时需要准确,取材方便不是用摆、水、太阳来计时的原因,故B错误;
C.用摆、水、太阳来计时,根本原因主要是利用运动具有规律性,故C正确;
D.制作简单不是用摆、水、太阳来计时的原因,故D错误;
25.计时工具经历了一个漫长的发展,古代计时工具有日晷、沙漏、滴漏、脉搏等;现代计时工具有手表、时钟、秒表等,激光不是计时工具。根据计时工具出现的先后顺序,排列正确的是日晷→水钟→摆钟→原子钟。
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