第四单元 计量时间 实验操作指南(教用版)-【实验班】2026-2027学年六年级上册科学提优训练（教科版·新教材）

第四单元 计量时间 71 时间在流逝 知识要点速记 1.在远古时代，人们用天上的太阳来计时，日出而作，日落而息，形成了人类最早使用的计时单 位天。 2.日晷是一种利用太阳位置来计量时间的仪器，由晷针和晷面两部分组成。晷 针会根据太阳的位置在晷面上投下阴影，通过读取阴影的位置可以确定一天 中的时辰。 3.圭表是一种度量日影长度的天文仪器，通过测量正午的日影长度，人们就可以 确定节气的时间和一年的时间。 4.在一定的条件下，燃香和蜡烛变短的速度是均匀的，可以用来计时。 5.计时工具的设计运用了物体运动的周期性变化规律。 实验操作指南 实验 测量“一炷香”的时间 实验目的 探究香燃烧是否均匀，验证其计时可行性，理解古代燃香计时的原理与局限 性，学会简单的计时测量和数据记录方法。 实验材料) 长度约20厘米的线香1支、打火机、香 注意事项 座、直尺、记号笔、秒表、实验记录表。 1.实验全程需远离易燃物品（如 实验步骤 纸张、布料等)，点燃线香时注意 1.取一支完整的线香，用直尺测量其全长，确认长度约为 用火安全，实验结束后及时熄灭 20厘米。 未燃尽的线香。 2.实验应在无风、平稳的环境中 2.从线香的顶端开始，每隔2厘米用记号笔标记一条刻 进行，避免风力影响燃香燃烧速 度线，将线香均匀分成十等份，并依次标记1至10的 度，确保实验数据的准确性。 序号。 3.每次重复实验时，需更换新的 3.将线香竖直插入香座中，放置在无风、平稳的桌面或实 长度一致的线香，避免使用已燃 验台上，避免外界干扰。 烧过的线香，需注意防止断火、燃 用打火机，点燃线香的顶端，当第一缕烟冒出时，立即启动 烧不均匀等问题影响实验结果。 秒表开始计时。 4.记录时间时，需集中注意力，当 4.密切观察线香燃烧情况，依次记录燃烧至每一条刻度 线香燃烧至刻度线时，及时停止 线（十分之一、十分之二…直至燃烧）所用的时间。 计时，确保记录数据的准确性。 -36 5.更换一支新的线香，重复上述实验2~3次，避免偶然误差影响实验结果。 6.整理每次实验的记录数据，计算每段线香燃烧时间的平均值，并推算出整支线香燃烧的总 时长。 实验记录 燃香长度（十 第一次燃烧 第二次燃烧 第三次燃烧 平均值/秒 分之一为1段) 时间/秒 时间/秒 时间/秒 1段 120 118 122 120 2段 125 123 127 125 3段 128 126 130 128 4段 130 129 131 130 5段 132 130 134 132 6段 135 133 137 135 7段 138 136 140 138 8段 140 139 141 140 9段 142 140 144 142 10段（整支 1318 1294 1336 1316 香) 实验现象 1.在无风、平稳的环境中，线香每一段的燃烧时间基本相近，整体燃烧较为均匀。 线香上段（靠近顶端的部分）燃烧速度略快，下段（靠近底部的部分）燃烧速度略慢。 2.当环境中有风时，线香上段燃烧速度明显加快，下段燃烧速度变慢，各段燃烧时间的差距 变大。 实验结论 1.在无外界干扰（如无风）的条件下，燃香燃烧相对均匀，可以用来粗略计量时间。 2.燃香计时受外界因素（如风力）和自身材质影响较大，燃烧稳定性不足，计时精度较低，仅 能用于短时间的粗略估算。 3.古人利用燃香计时，其优点是简单方便、材料易获取，缺，点是误差大、无法精确计时。 ●教材研讨答案 1.古人曾用过哪些方法计时？这些方法有什么优缺点？ 古人计时方法：看太阳、日晷、燃香、蜡烛、看影子。 看太阳、日晷：优点—一利用自然规律、不用材料；缺点一阴天、夜晚不能用，只能粗略计时。 -37 实验班 提优圳练 燃香、蜡烛：优，点—一简单、不受天气影响；缺点—燃烧不稳定、受风力影响、精度低。 2.燃香的上段与下段在燃烧时间上相同吗？这会带来什么问题？ 不相同，上段燃烧快、下段燃烧慢。 问题：燃烧不均匀，计时不准，误差大，不能精确测量时间。 3.时间流逝有什么特点？ 时间均匀、持续、看不见、摸不着、不会停止、不能倒流，只能通过事物变化来测量。 2用水计量时间 知识要点速记 1,水流特点：当水位下降时，水流速度减慢。流出同样多的水，水位高的时候所用时间较短，水位 越来越低，所需时间就越来越长。 2.如果初始水位高度和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致。保持水位高度不 变，水流的速度不变，水流的这一特点可用来计时。 3.水钟是根据滴水的等时性来计时的工具。 实验操作指南 实验 测量水流速度 实验目的， 探究水流速度与水位高度、出水孔径的关系，理解水钟计时的核心原理，学会 测量水流时间的方法，培养控制变量的科学思维。 实验材料 透明塑料瓶（去掉底部）1个、瓶盖1个、工字钉、铁架台、烧杯、秒表、水槽、量 杯、清水。 实验步骤 1.在塑料瓶的瓶盖中央，用工字钉扎一个直径约2毫米的圆孔，确保圆孔圆润、边缘平整，避 免孔径大小不均影响水流速度。 2.将塑料瓶倒置，用铁架台将其固定牢固，使瓶口朝下，瓶盖的圆孔正对下方，在塑料瓶下方 放置一个水槽，用于承接滴落的水。 3.用量杯向塑料瓶中加满清水，使水面与瓶口平齐，确保初始水位高度一致。 4.将烧杯放置在圆孔正下方，当第一滴水滴落时，立即启动秒表开始计时，密切观察烧杯内 的水量变化。 5.当烧杯内的水量达到50毫升时，立即停止计时，记录此时所用的时间，填入实验记录表中。 6.继续让水流滴落，分别记录烧杯内水量达到100毫升、150毫升时所用的时间，每次记录后 及时将烧杯内的水倒入水槽中。 7.倒掉塑料瓶内剩余的水，重新向瓶中加满清水，重复上述实验2~3次，确保实验数据的可靠性。 8.整理实验数据，对比每次实验中不同水量对应的时间，分析水位高度对水流速度的影响。 -38 实验记录 烧杯内的 第一次所 第二次所 第三次所 平均值 推测时间 水量/毫 需时间 需时间 需时间 /秒 升 /秒 /秒 /秒 /秒 50 15 14 16 15 15 100 33 32 34 33 30 150 54 52 56 54 45 实验现象 1.当塑料瓶内水位较高时，水流速度较快，烧杯接满50毫升水所用的时间较短。 随着塑料瓶内水位不断下降，水流速度逐渐变慢，烧杯接满相同体积的水（如50毫升）所用 的时间越来越长。 2.在同一水位、同一出水孔径的条件下，多次重复实验，接满相同体积水所用的时间基本一 致，说明相同条件下水流速度具有稳定性。 实验结论 1.水流速度与水位高度密切相关，水位越高，水压越大，水流速度越快；水位越低，水压越小， 水流速度越慢。 2.只有当水位高度保持恒定、出水孔径大小固定时，水流速度才能保持均匀，从而能够较准 确地计量时间。 3.古代水钟的设计核心，就是通过各种装置保持水位稳定、控制出水孔径，从而实现匀速滴 水计时。 ●教材研讨答案 1.塑料瓶中水流出的速度是均匀的吗？用流水可以帮助我们计时吗？ 不均匀，水位高时流得快，水位低时流得慢。 可以计时，只要控制水位、让水流稳定，流水就能用来计时。 2.怎样能让水匀速地往下流？ 保持水位不变、出水孔大小固定、不让水位下降、保持水压稳定。 3.用四层铜壶滴漏与用一个四倍大的铜壶滴漏来计时，哪个更准确？ 四层铜壶滴漏更准确，因为它能保持最下壶中的水位稳定、水流均匀、误差更小。 3做个水钟 知识要点速记 1.水钟是利用流水等时性计时的古代工具，不受昼夜、天气限制。能通过一定的装置，能够保持 39 实验班 提优圳练 水在一定的时间内以稳定的速度往下流，从而用来计时。 2.影响水钟计时准确性的因素：水的流速、容器的形状和大小、水位的高低。 3.改进水钟的方法： (1)调整水的流速：通过调整出水口的大小或改变容器内水的高度来调整水的流速： (2)优化容器的形状和大小：选择合适的容器形状和大小，以确保水的流动稳定。 4.古代水钟有受水型和泄水型两种。泄水型：容器底部漏水，靠水位下降计时，刻度上疏下密（水 位高流速快)。受水型：水滴入接水容器，靠水位上升计时，匀速滴水时刻度均匀。 5.多级铜壶滴漏通过溢流稳压，精度更高。 6.小孔沉水碗原理：底部钻小孔的碗浮于水面，水缓慢渗入，碗增重下沉，完全沉没计时固定时 长。影响因素：小孔大小、碗的容积/重量、水的黏度，决定下沉速度。古印度、波斯曾用于计 时、分水，结构简易、无需动力。 实验操作指南 实验制作10分钟计时水钟 实验目的 设计并制作一个能够计时10分钟的简易水钟，掌握水钟的制作方法，学会匀 速滴水装置的组装、刻度标注和误差调试，提升学生动手操作能力和工程设计思维。 实验材料 塑料瓶2个（一大一小，带瓶盖）、剪刀、美工刀、工字钉、热熔胶枪及胶棒、胶 带、纸条、记号笔、秒表、直尺、清水。 实验步骤) 1.设计方案：确定制作受水型水钟，以上方大塑料瓶作为滴水装置，下方小塑料瓶作为接水 装置，明确装置的组装方式和刻度标注方法。 2.加工滴水装置：取大塑料瓶，用剪刀或美工刀剪去瓶底，保留瓶口和瓶身部分；在瓶盖中央 用工字钉扎一个直径约2毫米的圆孔，作为出水孔。 3.密封防漏：用热熔胶枪将瓶盖与瓶口的接缝处密封严实，防止滴水过程中出现漏水现象； 待热熔胶冷却凝固后，检查密封情况，若有缝隙需再次密封。 4.组装装置：将大塑料瓶倒置，用铁架台固定牢固，使瓶口朝下；将小塑料瓶正放在大塑料瓶 下方，确保瓶口的出水孔正对小塑料瓶的瓶口，在小塑料瓶外侧贴一张纸条，用于标注时间 刻度。 5.加水调试：向大塑料瓶中加满清水，打开出水孔，当第一滴水滴落入小塑料瓶时，立即启动 秒表开始计时。 6.刻度标注：每经过1分钟，用记号笔在小塑料瓶外侧的纸条上标记出对应的水位高度，依 次标注1分钟、2分钟…直至10分钟的刻度线；标注时需平视水位，确保刻度位置准确。 7.防水处理：刻度标注完成后，用透明胶带将纸条整个覆盖，进行防水处理，防止水滴溅到纸 条上导致字迹模糊。 40 8.测试调整：将水钟重新加满水，进行计时测试，连续测试3次，记录每次测试10分钟的实 际误差；若误差过大，可微调出水孔径大小或水位高度，直至误差控制在10秒以内。 实验记录 实验次数 测试时间/秒 实际时间/秒 误差/秒 第一次 608 600 +8 第二次 595 600 -5 第三次 603 600 +3 实验现象 1.当滴水装置密封良好、水位稳定时，水滴能够匀速滴落入接水装置中，小塑料瓶内的水位 上升，刻度线对应的时间基本准确，实验误差较小。 2.若滴水装置存在漏水现象，会导致水流速度不稳定，小塑料瓶中水位上升忽快忽慢，刻度 线对应的时间偏差较大。 3.出水孔径过大时，水流速度过快，10分钟内接水过多，刻度标注偏密；孔径过小时，水流速 度过慢，10分钟内接水过少，刻度标注偏疏。 实验结论 1.制作水钟的关键的是保证滴水装置密封不漏水、初始水位高度、出水口孔径大小合适，这 三个条件缺一不可。 2.简易受水型水钟能够实现10分钟的计时功能，通过合理调试出水孔径和水位高度，可将 计时误差控制在10秒以内，能够满足粗略计时的需求。 3.水钟的计时精度与水流速度的稳定性密切相关，水流越均匀，计时越准确。 4改进水钟 知识要点速记 1.简单单级水钟水位下降、流速变慢、误差大。古代工匠发明多级水钟（多层滴漏），通过多层容器逐 级稳水，让最下层滴水几乎匀速，精度大幅提高。 2.改进水钟的核心：稳定水位、恒定水压、均匀滴水、放大刻度、减小误差。 3.常用改进方法：增加溢水孔，保持水位恒定。多级滴水，逐级稳压。调整孔径：上大下小。刻度 放大、间距加宽。 实验操作指南 实验 改进水钟 实验目的 分析自制水钟的误差来源，通过多级稳压、增加溢水孔等方法对水钟进行改 -41 实验班 是优圳练 进，提升水钟的计时精度，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。 实验材料 原有自制水钟、塑料瓶若千、吸管、热熔胶枪及胶棒、胶带、记号笔、秒表、直 尺、清水。 实验步骤 1.对原有自制水钟进行计时测试，记录误差情况，分析存在的主要问题，如：水位下降导致流 速变慢、漏水、刻度过密读数不方便、误差过大等。 2.根据评估的问题，制定改进方案，主要改进措施包括：增加一级稳压瓶、设置溢水孔、调整 出水孔径、放大刻度间距、加强密封等。 3.取一个额外的塑料瓶作为稳压瓶，在瓶身侧壁靠近瓶口的位置扎一个溢水孔，在瓶底中央 扎一个与原有滴水装置孔径略大的圆孔；将稳压瓶固定在原有滴水装置的上方，用吸管连接 稳压瓶底部的圆孔和原有滴水装置的瓶口，确保连接紧密、不漏水。 4.将原有滴水装置的出水孔径调整为略小尺寸，确保水流能够匀速滴落；稳压瓶底部的圆孔 孔径略大于滴水装置的孔径，保证稳压瓶内的水能够及时补充到滴水装置中。 5.用热熔胶和胶带密封所有接缝处，防止漏水；重新在接水装置外侧贴一张纸条，放大刻度 间距，每1分钟标注一个刻度，确保读数方便、清晰。 6.向稳压瓶中加满清水，启动秒表，测试改进后水钟计时10分钟的误差，连续测试3次；对 比改进前后的实验数据，分析改进措施的效果。 7.根据测试结果，进一步微调溢水孔位置、出水孔径大小，确保水流匀速、刻度准确，使计时 误差控制在更小范围内。 实验记录 改进前10分钟 改进后10分钟 改进项目 改进效果 误差/秒 误差/秒 单级改多级稳压 +45 +12 误差大幅减小 增加溢水孔 +38 +8 水流更稳定 优化出水孔径 -32 -5 流速均匀 放大刻度间距 ±28 士3 读数更准确 实验现象 1.改进后，稳压瓶的溢水孔能够及时排出多余的水，使滴水装置内的水位始终保持恒定，水 流速度变得均匀、稳定。 2.经过密封改进后，水钟不再出现漏水现象，水流能够全部滴落入接水装置中，减少了误差。 3.放大刻度间距后，读数更加方便、准确，避免了因刻度过密导致的读数误差；调整出水孔径 后，水流速度适中，10分钟内的水位变化与刻度标注更加匹配。 4.对比改进前后的测试数据，改进后水钟的计时误差明显减小，计时精度大幅提升。 42 实验结论 1.多级稳压装置和溢水孔能够有效保持水位恒定，解决水位下降导致水流速度变慢的问题， 是提升水钟计时精度的关键改进措施。 2.合理调整出水孔径、加强密封、放大刻度间距，能够进一步减小计时误差，提升水钟的实用 性和准确性。 3.通过不断发现问题、改进设计，能够逐步优化水钟的性能，体现了科学探究中“提出问题 分析问题一解决问题”的核心思路。 5 机械摆钟 知识要点速记 1.摆的等时性原理：相同的摆，摆动一次所用的时间相同。 2.摆的组成部分：摆锤、摆绳；摆往返一次记为摆动一次。 3.意大利科学家加利略第一个发现并解释了摆的等时性。 4.运动特点：摆动方向固定；摆动幅度会逐渐变小，但单位时间内摆动次数不变； 摆动快慢与摆幅无关。 5.影响摆动快慢的因素：仅与摆绳长度有关。摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越快；与摆锤质 量、摆动幅度无关 6.常见应用：老式座钟、挂钟、节拍器、摆式计时器等。 实验操作指南 实验 观察钟摆的运动 实验目的 观察钟摆和自制摆的运动特点，验证摆的等时性，理解机械摆钟的计时原理 培养学生的观察能力和数据记录能力。 实验材料) 机械摆钟、铁架台、细绳、螺母（作为摆锤）、秒表、直尺。 实验步骤 1.观察机械摆钟：将机械摆钟放在平稳的桌面上，观察钟摆的组成（摆绳、摆锤）和运动状态， 记录钟摆往返一次的运动过程。 2.测量机械摆钟的摆动次数：启动秒表，计时1分钟，记录机械摆钟在1分钟内的摆动次数； 重复测量3次，计算平均值，确保数据准确。 3.制作自制摆：取一根长度30厘米的细绳，将细绳的一端固定在铁架台的挂钩上，另一端系 上一个螺母作为摆锤，调整摆绳长度，确保摆锤能够自由摆动。 4.测量自制摆的摆动次数：将摆锤拉至与竖直方向成5°左右的小幅度位置，放手让其自然摆 动，避免摆锤做圆周运动；启动秒表，计时1分钟，记录摆动次数；重复测量3次，计算平均值。 43 实验班 是优圳练 5.观察摆幅对摆动次数的影响：保持自制摆的摆绳长度和摆锤质量不变，改变摆幅（分别拉 至5°、10°、15)，每次计时10秒，记录摆动次数，对比不同摆幅下的摆动次数是否变化。 6.整理实验数据，分析摆的运动特点，验证摆的等时性。 实验记录 第一次摆动 第二次摆动 第三次摆动 实验对象 平均值 次数 次数 次数 机械摆钟( 60 60 60 60 1分钟) 自制摆(1分 58 59 58 58 钟) 自制摆摆幅 10秒内摆动 10秒内摆动 10秒内摆动 平均值 () 次数（第一次） 次数（第二次） 次数（第三次） 5 9 9 9 9 10 9 9 9 9 15 9 9 9 9 实验现象 1.机械摆钟的钟摆能够稳定摆动，往返一次的时间基本相同，1分钟内的摆动次数固定，稳定 性强。 2.改变自制摆的摆幅后，10秒内的摆动次数基本相同，没有明显变化；随着摆动时间的延 长，摆幅会逐渐变小，但摆动次数始终保持不变。 3.摆的运动特点：摆动方向固定，摆幅逐渐减小，相同时间内摆动次数不变。 实验结论 1.摆具有等时性，同一个摆，在相同时间内的摆动次数相同，与摆幅大小无关。 2.机械摆钟之所以能够准确计时，就是利用了摆的等时性原理，通过钟摆的稳定摆动来控制 计时节奏。 3.摆的运动具有稳定性，在无外界干扰的情况下，能够保持固定的摆动周期，这是摆作为计 时工具的核心优势。 @教材研讨答案 1.同一个摆在相同时间内摆动次数相同吗？ 相同，这就是摆的等时性。 2.通过观察，摆还有什么运动特点？摆的快慢与摆幅有关系吗？ 特点：摆动方向不变、幅度变小、次数不变。摆的快慢与摆幅无关。 -44 3.比较每个小组的数据，不同摆的摆动快慢一样吗？如果不同，主要原因是什么？ 不一样，主要原因是摆绳长度不同。 6 制作钟摆 知识要点速记 1.摆的运动规律：摆的摆动具有等时性，即在相同的时间内，同一个摆的摆动的次数相同。 2.影响摆的摆动快慢的因素：摆的摆动快慢与摆绳的长度有关，摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短， 摆动越快。 3.影响摆的快慢的因素： 摆绳长度：摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越快。摆的快慢与摆锤的质量、摆动的幅度都 无送。 4.摆的周期：摆从左边或右边最高点的位置开始摆动，再回到这个位置，记作摆动一次。 实验操作指南 实验 探究摆的快慢相关因素 实验目的 探究摆的快慢与摆绳长度、摆锤质量的关系，掌握控制变量法的应用，制作 个1分钟摆动60次的标准摆钟，提升实验探究和动手调试能力。 实验材料 铁架台、细绳、螺母（多个，作为摆锤）、秒表、直尺、剪刀。 实验步骤 1.提出问题“摆的快慢与什么因素有关？”，猜测摆的快慢可能与摆绳长度、摆锤质量有关，且 摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越快。 2.探究摆的快慢与摆锤质量的关系： 取一根长度为30厘米的细绳，固定在铁架台挂钩上，下端系1个螺母作为摆锤。将摆锤拉 至小幅度位置，放手摆动，计时30秒，记录摆动次数；重复测量3次，计算平均值。保持摆绳 长度不变，依次在摆锤上增加螺母(2个、3个)，重复上述实验，记录每次30秒内的摆动次 数，对比不同摆锤质量下的摆动次数是否变化。 3.探究摆的快慢与摆绳长度的关系： 保持摆锤质量不变(1个螺母)，将摆绳长度调整为20厘米，计时30秒，记录摆动次数；重复 测量3次，计算平均值。依次将摆绳长度调整为25厘米、30厘米，重复上述实验，记录每次 30秒内的摆动次数，对比不同摆绳长度下的摆动次数差异。 4.根据上述实验结果，确定摆绳长度与摆动次数的关系，目标是制作1分钟摆动60次（即30 秒摆动30次)的钟摆；通过不断微调摆绳长度，反复测试，直至摆钟在1分钟内的摆动次数 稳定在60次左右。 5.将制作好的标准钟摆进行多次测试，记录每次1分钟的摆动次数，确保误差在允许范围内。 45 实验班 是防圳练 实验记录 摆锤质量（螺 30秒摆动次 30秒摆动次 30秒摆动次 平均值 母数量) 数（第一次） 数（第二次） 数（第三次） 1个 29 29 29 29 2个 29 29 29 29 3个 29 29 29 29 摆绳长度（厘 30秒摆动次 30秒摆动次30秒摆动次 平均值 米) 数（第一次) 数（第二次） 数（第三次） 20 35 35 35 35 25 30 30 30 30 30 26 26 26 26 实验现象 1.当摆绳长度固定(30厘米)，改变摆锤质量(1个、2个、3个螺母)时，30秒内的摆动次数基 本相同，没有明显差异。 2.当摆锤质量固定(1个螺母)，改变摆绳长度时，摆绳越长，30秒内的摆动次数越少；摆绳越 短，30秒内的摆动次数越多。 3.当摆绳长度调整为约25厘米时，摆锤1分钟内的摆动次数接近60次；经过微调后，能够 稳定在60次左右。 实验结论 1.摆的快慢只与摆绳长度有关，与摆锤质量、摆幅无关。 2.摆绳长度与摆动快慢的关系：摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越快。 3.1分钟摆动60次的标准钟摆，其摆绳长度约为25厘米，通过精准微调摆绳长度，可实现稳 定计时。 ●教材研讨答案 1.摆的快慢与什么因素有关？ 只与摆绳长度有关，与摆锤质量、摆幅无关。 2.摆的快慢与摆绳长度有什么关系？ 摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越快。 3.1分钟摆动60次的钟摆，它的摆绳长度有什么特点？ 长度固定，大约25厘米。 46 7 时间与变化 一知识要点速记 1.生物时钟：生物的活动会随着时间进行规律性的周期变化，这些变化会在生物体上留下痕迹， 这些痕迹就是生物时钟。 2.树木年轮：树木一年长一圈年轮，年轮圈数=树龄；年轮宽窄反映当年气候。 3.古生物时钟（化石钟）：古生物化石上的生长纹、环纹，记录了古代季节、昼夜变化。 4.珊瑚化石生长纹：根据珊瑚化石上生长纹数量，能推算远古一年的天数、一天时长，证明地球自 转速度在有规律地变慢。 5.地层化石计时：根据地层里化石的种类、分布、先后顺序，可判断地层年代和古环境。 6.放射性碳定年（又称“碳十四断代法”）：科学家用放射性同位素测定岩石、化石、文物的绝对年 代，如良渚碳化稻。 实验操作指南 实验 观察生物时钟 实验目的 观察生物体上的时间痕迹（生物时钟），认识生物时钟的特点，学会通过生物 痕迹判断其生存时间，理解生物时钟在科学研究中的作用。 实验材料 树木横截面（年轮标本）、贝壳、珊瑚化石、放大镜、直尺、记录纸、记号笔。 实验步骤 1.取树木横截面标本，用肉眼观察年轮的形状和分布，再用放大镜仔细观察年轮的细节；用 直尺测量每一圈年轮的宽度，数一数年轮的总圈数，估算树木的大致年龄。 2.取贝壳标本，用放大镜观察贝壳表面的生长纹，记录生长纹的数量、疏密分布特点；结合资 料，分析生长纹与季节、时间的关系。 3.取珊瑚化石标本，用放大镜观察化石表面的生长纹，观察生长纹的疏密变化，思考生长纹 与古代环境、时间的关系。 4.将观察到的现象详细记录在记录纸上，包括年轮的圈数、宽度，贝壳和珊瑚生长纹的数量、 疏密等；结合所学知识，分析这些生物痕迹如何记录时间。 5.结合观察结果，总结生物时钟的共同特点，理解生物时钟在推测过去时间、研究生物进化 和地球演化中的作用。 实验记录 生物种类 时间痕迹 特征描述 估算时间 共8圈，宽窄相间，宽圈对应年份气侯温暖湿 树木 年轮 8年 润，窄圈对应年份气候偏冷、干燥 -47 实验班 提优圳练 续表 生物种类 时间痕迹 特征描述 估算时间 细密环状，共48条，疏密交替，疏纹对应夏 贝壳 生长纹 4年 季，密纹对应冬季 共280条，呈层状分布，间距均匀，记录远古 珊瑚化石 生长纹 约7年（远古） 季节变化 实验现象 1.树木横截面的年轮呈同心圆状，每一圈年轮代表树木生长一年；年轮的宽度不同，有的年 份宽、有的年份窄，宽度差异与当年的气候条件有关（气候适宜时，年轮较宽；气候恶劣时，年 轮较窄)。 2.贝壳表面有细密的生长纹，生长纹呈环状分布，数量较多；生长纹的疏密不均匀，疏的部分 代表生长较快的时期（如温暖季节），密的部分代表生长较慢的时期（如寒冷季节）。 3.珊瑚化石表面有明显的生长纹，生长纹的疏密变化与古代海洋环境的季节变化有关，通过 生长纹的数量和分布，可以推测珊瑚的生长时间和古代海洋环境。 实验结论 1.生物体上会留下随时间变化的痕迹，这些痕迹被称为生物时钟，能够记录生物体的生长时 间和环境变化。 2.不同生物的时间痕迹不同（年轮、生长纹等），但都具有周期性变化的特点，能够作为天然 的计时工具。 3.通过观察生物时钟，能够帮助我们推测过去的时间和环境变化，了解生物的生长规律和地 球的演化历史。 ●教材研讨答案 1.除树木年轮，你还知道哪些生物时钟？ 贝壳生长纹、珊瑚化石生长纹、龟甲环纹、鱼爬行动物的鳞片、植物生长周期。 2.如果在中生代地层中发现一根硅化木，你认为它大致是在什么时间被掩埋下的？ 中生代（约2.5亿~0.66亿年前）。 3.将各种各样的钟进行比较，包括生物时钟和非生物时钟，谈一谈它们的异同点。 相同点：都利用周期性变化计时。 不同点：生物时钟：自然形成、慢、不能人为控制。 非生物时钟：人造、精度高、可控制。 4.“地层中化石群演进”图下部的化石主要是海洋生物留下的，说一说该地区古生代时的环境可 能是怎样的。 古生代时这里是海洋环境。 48