第三单元 计量时间（期末知识清单）五年级科学上学期（教科版）

该小学科学“计量时间”单元知识清单系统梳理计时工具发展脉络，涵盖古代（圭表、日晷、水钟）到现代（摆钟、石英钟、原子钟）计时工具的原理与应用，知识巩固分课构建从基础工具到机械摆钟再到生活联系的递进式学习支架。 清单以“知识巩固+实验探究”双模块呈现，知识巩固分课标注重点（如伽利略发现摆的等时性），实验探究含数据表格与步骤（如摆的研究用控制变量法），培养科学思维与探究实践能力，助力学生自主梳理知识，教师可精准设计教学，提升课堂实效。

第三单元 计量时间（知识清单） 第一部分：知识巩固 第1课时间在流逝 1在古代，人类用天上的太阳来计时，日出而作，日落而息，昼夜交替，太阳自然而然成了人类最早使用的时间单位——天。 2.圭表：是古代用来度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。圭表和日晷一样，也是利用日影进行测量的古代天文仪器。 3.日晷：是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻，通常由晷针（表）和晷面（带刻度的表座）组成。 4.利用燃烧香来计时。因为燃烧相同长短、粗细的香所需的时间基本是相同的，因此可以用它来计量时间。 5.蜡烛和香一样，燃烧相同长短、粗细、等量的蜡烛所需的时间基本是相同的，因此可以大致的计量时间。 第2课用水计量时间 1.自制水钟的水滴的速度是先（快）后（慢）。 2.滴漏的滴水速度与（漏水孔）的大小，（滴漏中的水位）的高低有关。 3.我们可以利用同样会流动的（沙）来制作计时工具，如（沙漏）。 4.早在2000多年前，我国就发明了滴水计时的工具，由几个铜水壶组成叫“刻漏”，又叫“漏壶”，这就是古代水钟。 5.观察水流的速度：（1）把一个透明塑料瓶去掉底部，倒过来盛水，在瓶盖上扎一个小孔，让水可以从小孔中缓缓流出。仔细观察发现：水流的速度不均匀。水流速度随着水位的降低而变慢。 （2）对同一个容器，我们控制初始水位高度和孔径不变时，流出相同水量所需的时间相同。 第3课我们的水钟 1.滴水计时水钟有两种类型：一种是（受水型）水钟；另一种是（泄水型）水钟。水钟一般是泄水型和受水型相结合进行计时。 2.水钟的设计方案和制作过程（1）剪开塑料瓶。 （2）用工字钉给瓶盖打孔。 （3）另取一个塑料瓶，重复（1）（2）两步。（4）像图中那样，将三个瓶重叠组装。（5）倒水计时，在最下面的容器上标上刻度。 3.我们可以控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。 4.沙漏是利用能流动的沙来制作的计时工具。 第4课机械摆钟 1、意大利科学家伽利略第一个发现并解释了摆的等时性。 2、同一个摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这一性质，人们制成了摆钟，摆钟的出现大大提高了钟表的精确度。 3、摆钟由钟面和钟摆组成，钟摆由摆绳和摆锤两部分构成。 4、钟摆往返一次记为摆动一次。一分钟总是摆动60次。 5、自制摆在摆动的过程中，摆动的幅度越来越小，但是同一个摆1分钟内摆动的次数是相同的。 6、不同的摆在一定时间内摆动的次数不相同的。 第5课摆的快慢 1、摆的快慢与摆锤的质量、摆动的幅度无关，与摆绳的长短有关。 2、研究影响摆的摆动快慢的因素时的注意事项： （1）实验时，只改变一个因素（要研究的因素），其他因素保持不变。 （2）在安装摆时，摆绳上端必须固定住，不能在摆动过程中移动。 （3）在摆动开始时，要让摆小幅度地自由摆动，要自由释放摆，不能用手推动摆。 （4）如果实验中摆锤碰到铁架台等物体，需要重新做实验。 3、在其他条件相同的情况下，摆的快慢与摆锤的质量无关。 4、摆的快慢与摆绳的长短有关。摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越快。 第6课 制作钟摆 1.摆的摆动快慢只与（摆绳长短）有关。改变其长短可以改变摆动的次数。 2.同一个摆在相同时间内摆动的（次数）相同，称之为摆的（等时性）。 3.摆钟就是利用摆的（等时性）来进行制作的，比较精准。 4.确定摆绳的长度时，为了节省时间，我们可以测摆15秒钟是否摆动了15次，不需测60秒。 5.确定摆绳的长度的两种方法 （1）尝试法：可以从30厘米开始每次减少5厘米 （2）对分法：从30厘米开始每次将摆绳长度减半 6.1分钟摆动60次的“钟摆”，它们的摆绳长短是相同的，大约是25厘米。 第7课 计量时间和我们的生活 1、我们每天都要通过钟表来掌握时间、安排工作或做出决定。 2、石英钟表的计时原理：石英晶体受到电池电力影响时，和音叉一样会产生有规律的振动。石英钟表可以非常精确地计时，一天之内的误差不会超过1秒。 3、当今计时最精确的是原子钟，精度可以达到每2000万年才误差1秒。 4、计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。 5、人们设计不同的计时工具来满足不同的用途和需求。 第二部分：实验探究题 1．奇奇为了探究阳光下物体影子的变化规律，做了一个简易的日影观测仪，并测得一根20厘米长的木棒影子变化的数据，如下表，请根据数据回答以下问题： 时间（小时） 0 0.5 1 1.5 2 … 影长（厘米） 20 15 10 5 0 … (1)从数据可以看出，木棒影子在整个过程中变化的规律是（   ）。 A．逐渐变短 B．逐渐变长 C．保持不变 (2)从上表数据可知，奇奇是从（   ）开始做这个实验的。 A．上午 B．中午 C．下午 (3)如果在2个小时之后继续做这个实验，接下来的影子将会（   ）。 A．逐渐变短 B．逐渐变长 C．保持不变 (4)奇奇观察时发现一个现象，影子和太阳的方向（   ）。 A．总是相同的 B．总是相反的 C．没有关系 (5)奇奇查找资料知道，以下（   ）就是利用了太阳的投影方向来测量时刻的一种计时仪器。 A．日晷 B．水钟 C．摆钟 (6)通过实验，奇奇发现，一天中木棒影子的长度早晚 ，中午 。 【答案】(1)A (2)A (3)B (4)B (5)A (6) 长 短 【详解】（1）从表格中数据可以看出，随着时间推移，木棒影子长度逐渐变短，故选A。 （2）表格中显示，2小时的时候，木棒影子长度为0cm，一天之中中午影子长度最短，可判断奇奇在上午开始做的实验，故选A。 （3）影子一天的变化规律是先变短后变长，2小时的时候已经达到最短，所以影子接下来会逐渐变长，故选B。 （4）影子形成是由于光沿直线传播，遇到不透明物体时被遮挡，从而在物体后方形成光线无法到达的暗区，影子和光源方向总相反，故选B。 （5）日晷计时原理是利用太阳的投影方向来测量时刻，水钟计时原理是滴水的等时性，摆钟计时原理是摆的等时性，故选A。 （6）影子一天的变化规律是先变短后变长，故早晚长，中午短。 2．摆的研究。 下表是小明实验测得的数据。 序号 摆绳的长度 一分钟摆的次数 ① 40厘米 26 27 25 ② 28厘米 56 55 56 ③ 30厘米 49 50 49 ④ 18厘米 75 75 76 (1)一个完整的摆由摆锤和 组成的。 (2)小明设计的摆中摆动最快的是（    ）。 A．① B．② C．③ D．④ (3)下列对摆在摆动时的描述正确的是（    ）。 A．开始时摆动次数多后来次数变少 B．开始时摆动幅度大后来会越来越小 C．摆动幅度会变小，摆动速度会变快 D．摆动次数变少，摆动幅度不会变化 (4)小明制作了一个一分钟摆动100次的摆，如果他想让摆一分钟摆动60次，改进的方法是（    ）。 A．增加摆绳的长度 B．减少摆绳的长度 C．增加摆锤的重量 D．减少摆锤的重量 (5)根据你的研究结果，摆绳长度为（    ）的摆摆动次数最接近60次。 A．10厘米 B．15厘米 C．23厘米 D．60厘米 (6)上题选择这个结果的原因是 。 【答案】(1)摆绳 (2)D (3)B (4)A (5)C (6)根据以上实验分析得出：摆的快慢与摆绳的长短有关。 【分析】实验证明摆摆动快慢与摆锤重量、摆动幅度摆角无关，与摆长有关。摆长越长摆动越慢，摆长越短摆动越快。 【详解】（1）一个完整的摆由摆锤和摆绳两部分组成的。 （2）通过观察数据，我们可以看到摆绳长度最短的是④（18厘米），其一分钟摆动的次数最多，因此摆动最快的是④。选D。 （3）开始时摆动幅度大后来会越来越小。这是因为空气阻力和摩擦力会消耗摆的动能，使得摆动幅度逐渐减小。故选B。 （4）摆动周期与摆绳长度有关。要减少摆动的次数，即增加摆动周期，需要增加摆绳的长度。所以正确的方法是增加摆绳的长度，选A。 （5）通过观察数据，我们可以看到摆绳长度为30厘米的摆一分钟摆动的次数是49到50次，而摆绳长度为40厘米的摆一分钟摆动的次数是25到27次。因此，我们可以推测摆绳长度在30厘米和40厘米之间时，摆动次数可能会接近60次。所以选择C。 （6）根据实验数据，摆绳长度与摆动次数成反比关系，即摆绳越长，摆动次数越少。因此，要找到一个摆动次数接近60次的摆，我们需要选择一个长度适中，接近于30厘米的摆绳。 3．把一个透明塑料饮料瓶去掉底部，倒过来盛水，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，并根据实验过程回答下列问题。 实验记录： 流出水量 所需时间 第一次测量 第二次测量 第三次测量 平均值 50毫升 15秒 16秒 14秒 15秒 流出水量 预测所需时间 100毫升 30秒 150毫升 45秒 (1)通过实际测量会发现：水在向下流动的过程中 （选填“是”或“不是”）匀速的。 (2)若流完前50毫升水需要15秒，那么流完前100毫升水所需的时间会 30秒，流完前150毫升水所需的时间会 45秒。 A．大于    B．  小于  C．等于 (3)从以上测量可知，流完前50毫升水所需时间与流完前100毫升水、前150毫升水所需的时间 倍比关系。（选填“是”或“不是”） (4)从以上实验可知，随着水位的下降，瓶中水的压力越来 （选填“越大”或“越小”），水的流速越来 （选填“越慢”或“越快”） 【答案】(1)不是 (2) A A (3)不是 (4) 越小 越慢 【分析】水流速度不是恒定的，它受到多种因素的影响，如水位、瓶口大小、水的压力等。 【详解】（1）通过实验记录，我们可以观察到水在向下流动的过程中并不是匀速的。 （2）若流完前50毫升水需要15秒，由于水流不是匀速的，且随着水位的下降，压力减小，水流速度可能会减慢，所以流完前100毫升水所需的时间会大于简单的两倍时间，即大于30秒。同理，流完前150毫升水所需的时间也会大于简单的三倍时间，即大于45秒。故选A。 （3）从以上测量可知，流完前50毫升水所需时间与流完前100毫升水、前150毫升水所需的时间不是简单的倍比关系。这是因为水流速度不是恒定的，它受到多种因素的影响，如水位、瓶口大小、水的压力等。 （4）在实验中，随着水不断流出，水位逐渐下降，瓶内水的压力会逐渐减小。根据生活经验和实验结果可知，压力越小，水流出的速度就越慢。 7 学科网（北京）股份有限公司 $