小學科學教科版 (2017)五年級上冊2.用水計量時間課前預習課件ppt

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教科版 五年級上
日影、燃香、蠟燭……都曾被人們用來計時。人們利用日影計時是因為太陽光影是有規(guī)律地運動的，燃香、蠟燭的燃燒也需要一定的時間，而且時間大體相同。因此，我們可以發(fā)現(xiàn)，能夠用作計時的事物必須是有規(guī)律地運動。 在古代，人們還曾利用水來計時，他們是怎樣設計這種計時工具的呢？
把一個透明塑料飲料瓶去掉底部，倒過來盛水，在瓶蓋上扎一個小孔，讓水可以從小孔中緩緩流出。仔細觀察，水流速度是否保持均勻。
水從小孔流出的速度比較均勻。
透明塑料飲料瓶應盡量選擇細長的圓筒形瓶子，讓水呈線狀緩緩流出。在每次觀測時可以在瓶子中裝同樣多的水（100毫升），然后測量一下水流完的時間。通過此探索會發(fā)現(xiàn)，如果小孔不發(fā)生變化，流完相同容量的水所需要的時間幾乎是一樣的。
實驗目的：測量流出50毫升水用多少時間。實驗材料：鐵架臺、一個能容納200毫升水的塑料瓶、量杯、秒表、水等。實驗步驟：（1）用剛才的瓶子裝200毫升水，按圖中所示的方式固定在鐵架臺上。（2）讓水從瓶蓋的小孔中流出，并用量杯接住從瓶中流出的水。（3）測量量杯內(nèi)的水積聚到50毫升時用了多少時間。（4）推測積聚到100毫升、150毫升時，分別需要多少時間。
實驗分析：因為瓶中水流速度比較均勻，所以三次測量的時間也比較接近。根據(jù)50毫升水流出所需的時間，可以推測出100毫升水和150毫升水流出所需的時間大約是50毫升水流出所需時間的2倍和3倍，即30秒和45秒。
實際測量并記錄觀測結(jié)果
水在向下流動的過程中不是勻速的，流完前50毫升水所需時間與流完前100升水、前150毫升水所需時間并不成倍比關(guān)系。隨著水位的下降，瓶中水的壓力越來越小，水流速度越來越慢。
觀察古代水鐘的結(jié)構(gòu)，并思考它們是怎樣用來計時的
1.古代水鐘簡介。 水鐘是古代報時的標準方式，它于公元前6世紀傳入中國。水鐘曾在雅典等城市成為常見的景觀，如今在這些城市中已發(fā)現(xiàn)公元前35年左右建造的“城鐘”遺跡。這種鐘的運行由一塊浮檔控制，當水從底部的一個小出口慢慢流出時，浮標也一點點地下沉。浮標與一根圓桿相連，圓桿在下沉時使指示柄隨之移動。常見的有“泄水型”水鐘和“受水型”水鐘。
（1）“泄水型”水鐘。容器內(nèi)的水面隨水的流出而下降，根據(jù)水面的變化就可以測出過去了多長時間。（2）“受水型”水鐘。水滴以固定的速度滴入圓筒，使得浮標隨著水量的增加而逐漸上升，從而顯示流逝的時間。
2.中國古代的水鐘。 水鐘在我國古代又叫作“刻漏”，是根據(jù)滴水的等時性原理來計時的。滴水計時有兩種方法，一種是利用特殊容器記錄水漏完的時間（泄水型），另一種是底部不開口的容器，記錄它用多少時間把水接滿（受水型）。我國的水鐘，最先是泄水型的，后來發(fā)展成泄水與受水型并用。
如圖所示的“刻漏”，主要由幾個銅水壺組成，所以又叫“漏壺”。除了最低的那個，每個壺的底部都有一個小孔。水從最高的壺里，經(jīng)過下面的各個壺滴到最低的壺里，滴得又細又均勻。最低的壺里有一個銅人，手里捧著一支能夠浮動的木箭，壺里水多了，木箭就浮起來，根據(jù)它上面的刻度，就可以知道時間了。
3.古代水鐘的制作原理。 流水是一種運動的物體，時間就像流水一樣在流動。在一定的裝置里，水能以固定的速度往下流，因此通過水量的變化就能確定經(jīng)過的時間。制作水鐘必須解決的問題是怎樣保護水鐘里的水以固定的速度往下流。
不管是“泄水型”水鐘還是“受水型”水鐘，都要考慮水的流速問題。同樣多的水，由于流速不同，因此它所計量的時間也不同。流速越快，計量的時間越短；流速越慢，計量的時間越長。從節(jié)約資源的角度及使用方便的角度考慮，都應該選擇用流速小的“滴漏”方法來計量時間。同時，用“滴漏”方法能盡量減少因為水位變化而對水下漏速度的影響。
時間單位“刻”的由來 大約在西周之前，古人就把一晝夜平均分為100刻，在漏壺箭桿上刻100格，折合成現(xiàn)代計時單位，1刻等于14分24秒?！鞍倏讨啤笔侵袊罟爬?、使用時間最長的計時制，與后來的“十二時辰計時”并用。直到清代才正式規(guī)定一晝夜為96刻，每個時辰為8刻，分為上4刻和下4刻。
水流的速度是均勻的嗎？怎樣才能讓水以均勻的速度往下流？
水不是以均勻的速度往下流的。水流速度的快慢受水鐘內(nèi)水的壓力大小的影響。容器內(nèi)水位高時，水的壓力大，水的流速大；容器內(nèi)水位低時，水的壓力小，水的流速小。 要想水以均勻的速度往下流就要保證水的壓力大小平穩(wěn)，可以給容器進水處加一個分水槽，讓多余的水流到分水槽內(nèi)，并保持一直加水的狀態(tài)。也可以給容器加一個調(diào)節(jié)水速的開關(guān)，比如輸液時輸液管上的調(diào)節(jié)器就是控制水的壓力的開關(guān)。
古代的水鐘用水滴有什么好處？人們是怎樣控制水以均勻的速度往下滴的？
水滴流速慢，用時比較長，能在較長時間內(nèi)保持流速均勻，而且能夠比較容易控制水位。人們是怎樣控制水鐘里的水以均勻的速度往下滴的？人們給水鐘加一個分水槽，讓水一直保持滿的狀態(tài)，多余的水流出去。比如“受水型”水鐘，人們在進水口處安置一個盛水漏斗，錐體是用來控制流水孔的大小的，盛水漏斗邊上的泄水孔是用來保質(zhì)持水位高低的。
我是泄水孔，可以保持水位高低。
我是盛水漏斗，可以保持固定水量。
1、在300毫升水的滴漏實驗中，前10毫升水和最后10毫升水流出所需時間是一樣的。（ ）
2、用流水來計時需要解決的主要問題是水流速度問題。（ ）
1、滴漏的流水速度與（ ）無關(guān)。
A.滴漏中的水位B.漏水孔大小C. 容器的顏色
2、下列有關(guān)“泄水型”水鐘和“受水型”水鐘的說法正確的是（ ）。
A.“泄水型”水鐘的容器中水位逐漸下降 B. “受水型”水鐘的容器中水位逐漸下降 C. “泄水型”水鐘和“受水型”水鐘的容器水位都逐漸下降
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