4.4 改进水钟（课件）科学教科版六年级上册

4 改进水钟 教科版六上 第四单元 知道古代水钟稳定水位、匀速滴水的计时原理。 能找出自制水钟的问题，设计方案改进水钟。 学会用工程方法优化计时工具。 01 02 03 学 习 目 标 古人使用的这种改进后的水钟可以使水滴匀速滴漏，计时准确且读数方便。 进水口 情 境 导 入 活动 1：古代水钟是怎样使水滴匀速滴漏，又是怎样做到方便读数的？我们可以从中获得哪些启发？ 评估与改进 设置溢水口保持水位稳定，水流速度均匀；搭配齿轮刻度盘和指针，直接读时间。 启发：自制水钟可增加溢水结构，选用直筒容器、拉大刻度间距方便读数。 新 课 探 究 活动 2：展示我们制作的水钟，并交流测试使用效果。 评估与改进 我们的水钟主要优点：材料简单、制作方便。 我们的水钟不足之处：需要向泄水杯中不断加水，且受水杯上的刻度过密，读数不方便。 新 课 探 究 活动 2：展示我们制作的水钟，并交流测试使用效果。 评估与改进 我们小组泄水杯的水位高度经常变化，导致流速不均匀，受水杯中刻度不均匀。 对于存在的问题我们将做一下改进…… 新 课 探 究 活动 3：明确问题，梳理改进措施。 根据交流评估的情况，明确主要的问题并提出改进意见。 水钟修改方案 评估与改进 序号 存在问题 改进措施 1 水量不足，测试时间短 将第一级泄水杯容量变大，可保证有足够的水量，能满足测试 10 分钟的要求。 2 水位变化，水流忽快忽慢 将第一级泄水杯的出水孔孔径变大，可使水流速度大于第二级泄水杯中的流速；并在第二级泄水杯侧面加一个溢水孔，让多余的水能够流出，保持杯中水位不变。 新 课 探 究 活动 3：明确问题，梳理改进措施。 水钟修改方案 评估与改进 序号 存在问题 改进措施 3 容器形状导致刻度不均匀 用细长的直筒型容器作为受水杯，这样可做到刻度均匀。 4 水流太慢、刻度密不好读 第二级泄水孔孔径不能太小，水流速度要适当；增加刻度之间的距离，方便读数。 5 刻度遇水模糊 时间刻度标好后，用透明胶带贴住刻度防水，保证字迹清晰、不模糊。 新 课 探 究 活动 3：明确问题，梳理改进措施。 评估与改进 为什么要在第二级泄水杯侧面加溢水孔？ 第一级水流速度大于第二级，多余的水从溢水孔流出，使第二级泄水杯水位保持不变，出水孔水压稳定，滴水速度均匀，计时更准确。 新 课 探 究 活动 4：改进设计，完善作品 根据修改方案调整装置，改进并完善自己的水钟作品。 评估与改进 学生作品1 学生作品2 上面瓶盖孔径加宽到4毫米 水位线不变 孔径2毫米 溢水孔保持水位不变 孔径小，一滴一滴滴下 导管开始滴水 新 课 探 究 活动 4：改进设计，完善作品 根据修改方案调整装置，改进并完善自己的水钟作品。 评估与改进 学生作品3 分钟 能否用浮标来指示刻度？ 可以，这是受水型水钟的常见设计。 新 课 探 究 活动 4：改进设计，完善作品 根据修改方案调整装置，改进并完善自己的水钟作品。 评估与改进 用塑料瓶组装多级溢水结构，侧面导管排出溢水，下方受水杯贴刻度。 学生作品4 新 课 探 究 活动 4：改进设计，完善作品 根据修改方案调整装置，改进并完善自己的水钟作品。 评估与改进 用积木（乐高块）搭建支架，固定上下两级水瓶，结构稳固。 学生作品5 新 课 探 究 活动 4：改进设计，完善作品 根据修改方案调整装置，改进并完善自己的水钟作品。 评估与改进 模仿古代水钟，用齿条带动齿轮，连接圆盘上的指针，直观显示时间。 学生作品6 新 课 探 究 哪一组的水钟计时比较准确且计时时间长？它是如何设计的？这种设计有什么优点？ 更准更长的水钟：采用多级泄水 + 溢水孔稳流的设计。 核心设计： 1.大容量储水，保证水量充足 2.加溢水孔，保持水位稳定、流速均匀 3.直筒受水容器，刻度均匀、读数清晰 优点：恒压滴水误差小，多级结构计时久，均匀刻度读数方便。 交流 新 课 探 究 除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具？ 拓展 沙子：制作沙漏，利用沙子匀速下落计时。 细石子、米粒：模仿沙漏，用颗粒状物体流动计时。 油类：如食用油，利用液体流动制作简易计时装置。 其他液体：通过控制流速实现计时。 新 课 探 究 一、通过评估交流，发现自制水钟水位不稳、刻度不均等问题。 二、通过增大容器容量、增加溢水孔、选用直筒容器等方式完成了水钟的改进。 三、水钟计时准确的关键是保持水位稳定，让水流匀速滴落。 课 堂 总 结 谢谢！ $