1、1 2.2.用水计量时间用水计量时间 【教学目标】 科学概念目标 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于计时。 科学探究目标 能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。 能通过观察古人利用流水计时的装置，结合自己的实验探究，理解这些装置计时的方法。 科学态度目标 理解古人的聪明才智，对古人的智慧创作产生敬佩之情。在观察和记录实验数据时能始终保 持严谨细致的态度。 科学、技术、社会与环境目标 了解社会的发展会带动计时工具的进步。 【教学重点】能引导推测光照射到不同物体时光传播路径的变化。 【教学难点】够根据数据和现象实事求是
2、地进行分析和推理。 【教学过程】 1 同学们好！今天我们一起来学习用水计量时间 。 2 通过上节课的学习，我们认识了一些古代的计时工具，像日晷、燃香钟都能计时，但是在 使用过程中也遇到了一定的问题。 3 比如：日晷只能在天气晴朗的白天使用，在阴天、夜晚却不能使用。 4 燃香钟利用了香燃烧的速度是均匀的，具有等时性，能准确记录一小段时间，但不能长时 间的、持续计时。 根据人们新的需求，古人继续探索，寻求更加方便、持续、精准的计时工具。 后来，人们发现利用水来计时也是可以的，还制作出了水钟。 5 这就是古代的水钟。我们看，三个水壶依次从高向低排列，高处的水壶都是向低处的水壶 里面漏水；最后的水漏在
3、一个有刻度的圆筒中，人们通过看圆筒中的水位指示，就可以知道流逝 的时间了。 既然可以用水流来计时，那么水流的速度有怎样的特点，水的流动速度也是均匀的吗？ 马上就有同学提到了前面的研究，我们听。 6 音频 1： （女）我觉得水流速度是均匀的。上节课在研究燃香计时的时候，我们发现香每燃 烧四分之一用的时间都是相等的，说明香燃烧的速度是均匀的。我看到过从水管里往下滴的水， 一滴一滴的，看起来水流的速度也是均匀的。 还有的同学不同意呢，我们听。 7 音频 2： （男）我觉得水流的速度不是均匀的。我从壶里往外倒水的时候，开始水流很粗， 接着水流逐渐变细了，然后水就像断了线的珠子，一滴滴的，直到最后壶里就
4、没有水了。 教师：看来，你认为的水流的速度不均匀，是因为水有着一段段的变化。在前面的时段和后 面的时段里水流的速度是不同的。 又有同学来补充，我们听。 8 音频 3： （女）我觉得，水流的速度是可以控制的。我能让它流的快一些，也能让它流的慢 一些。就先跟我们在医院里面输液的时候一样，用调节器进行控制就可以了。 教师：这几位同学的想法还真的很具代表性。水流的速度到底是不是均匀的呢？我们一起通 过实验的方法来看一看吧！ 9 请你把上节课要求准备的材料拿出来。我们看：有一个去掉底儿的矿泉水瓶，瓶盖上扎好 一个孔，还有一个去掉口儿的矿泉水瓶，和一个有刻度的量杯。 像老师这样把他们组装在一起，就成为一个
5、简易水钟了。用上面的瓶子来装水和漏水，用下 2 面的瓶子来接水，就可以进行实验观察了。 同学们自己的实验装置制作好了吗，我们看一看。 10 学生作品 1 11 学生作品 1 12 学生作品 1 13 同学们的实验装置都做好了，我们先堵住瓶盖上的漏水孔，在盛水瓶里面放入一些有颜色 的水，然后松开手指并放在接水瓶上，开始观察水流的状态吧。老师也录制了一段视频，我们一 起看一看。 14 视频播放。通过观察水流的速度，你有什么发现？ 15 音频 1： （女）我发现水流很细小，缓慢的流着，一直是这种状态，所以我觉得水流速度是 均匀的。 16 音频 2： （男）我发现水流一开始的时候，连成一条线，过一会儿
6、像断了线的珠子，接着就 一滴一滴的了，最后那一滴水半天才流下来。所以，我觉得水流速度不均匀。 你同意谁的发现呢？你又有什么想法呢？刚才我们是用眼睛观察到的现象，没有那么准确。 接下来我们通过测量，寻找证据去证明自己的想法。 17 怎样证明水流的速度是否均匀呢？你有什么好办法？ 18 有同学马上想到了燃香实验。我们曾经把香平均分成四份，比较每燃烧一份用的时间是否 相同。 马上有同学来补充，我们要固定一定量的水，如 200 毫升，把 200 毫升水也平均分成 4 份， 每流出 50 毫升记一次时间， 然后比较每 50 毫升水流出的时间是否相同。 如果每流 50 毫升水用的 时间都一样，就说明水流是
7、均匀的。如果流出的第一个 50 毫升水，和流出的第二个 50 毫升水、 以及第三个、第四个的 50 毫升水都不一样，说明水流是不均匀的。 你同意她的实验设计吗？看来，这个实验中的刻度需要精准，我们怎么在饮料瓶上标记刻度 呢？ 19 首先给盛水瓶标好 200 毫升的刻度。再给接水瓶上贴一张纸条，然后利用量杯分四次就把 每一个 50 毫升的刻度线画好了，直到 200 毫升。刻度标画好，还要注意记录和计时两个要点。 20 你可以把每次的实验时间填写在这样的表格中。 每接水 50ml 的时候，就记录一下时间。实验要重复三次以增加科学准确性。 我们如何操作手机的计时工具呢，老师教给大家一个好方法。 21
8、 播放录像：打开手机计时工具，选择秒表功能，点击开始就可以计时了，测试完第一个 50 毫升后可以按暂停，记录下时间。然后可以复位进行第二个 50 毫升的记录。如果想连续记录，我 们可以在到达第一个 50 毫升的时候点击计次，在到第二个 50 毫升的时候在点击计次，这样我们 既能看到总时间也能看到每次的时间了。 赶快去测试自己的简易水钟吧。老师也录制了实验视频，我们一起看一看。 22 播放录像：实验中，同学们通过实验收集了大量的数据，我们来一起分析一下，看看它能 为我们提供有力的证据吗？ 23 我们先来横向比较完整的一次 200 毫升水流下的过程，第一个 50 毫升流下来用了 第二个 50 毫升
9、流下来用了第三个 50 毫升流下来用了第四个 50 毫升流下来用了。 我们可以清楚地发现， 每个 50 毫升流下来的时间是不同的， 说明了水流是不匀速的， 重复进行的第二次第三次实验结果 呢？和第一次一样， 同一次实验中的每个 50 毫升流下来的速度是不相同的， 这说明水流速度是不 均匀的。 24 再来看看其他同学的数据。是否也都说明了这样的趋势。 这些发现都告诉我们，用这样的流水计时并不准确呀！ ！ ！ 25 请大家思考，为什么水流速度会不均匀呢？在刚才的实验过程中，你还关注到了水的哪个 方面也发生了变化？有的同学提到，盛水瓶里的水位高低发生了变化，可能和这个因素有关呢。 （照片或视频） 3
10、 26 水位高低还真的产生了变化，如果能控制水位高低不变化，是不是水流就会匀速呢？你的 小脑瓜转的真快，控制水位不变化还真是一个关键因素。我们看看古代的水钟是怎么控制水位高 度不变的。 27 图片：通过观察我们发现：这个水钟的漏水壶边上有一个分水孔，多余的水会从分水孔流 出。同时还有一个注水口，保证水是源源不断的注入漏水壶的，这样就解决了水位高低不变化和 计时持久的问题了。 古代人们真是很有智慧啊！只不过进行了一个精巧的结构设计，既保持了水位高度不变，还 有源源不断的流水供应。由此可见，水钟确实是利用水流速度的均匀具有等时性来计时的。 其实，古代的水钟分为两种类型，我们通过视频了解一下。 28 视频播放 29 请你课后改进你的简易水钟，使它成为一个能够流速均匀、准确计时的水钟。下节课我们 还要利用这个改进好的水钟进行任务挑战。好了，同学们。今天的课就上到这里，再见！ 【课后练习】 一、选择题 1水钟是利用什么计时的?（ ） A水流速度 B 燃烧时间 C太阳位置变化 2在测量水钟等时性的实验时，应该做()实验。 A1 次 B2 次 C 多次 二、实践活动 结合古代水钟的结构，改进你的水钟，并测量它是否具有等时性。 【教学后记】
