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教科版
五年级上
第三单元
2.用水计量时间
目
录
聚
焦
探
索
研
讨
聚 焦
日影、燃香、蜡烛……都曾被人们用来计时。在古代,人们还曾利用水来计时,他们是怎样设计这种计时工具的呢?
探
索
1.观察水流的速度。
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。
观察发现,水从小孔流出的速度比较均匀。
2.测量水流速度的变化。
用刚才的瓶子装200毫升水,同样让水从瓶盖的小孔中流出,并用量杯接住从瓶中流出的水。测量量杯内的水积聚到50毫升时用了多少时间。
推测积聚到100毫升、150毫升时,分别需要多少时间?
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
所需时间
100毫升
30秒
50毫升
45秒
实验分析:
由于瓶中水流速度比较均匀,所以三次测量时间也比较接近。根据50毫升水流出的速度可以推测出100毫升水和150毫升水所需时间大约是50毫升水流出所需时间的2倍和3倍,即30秒和45秒。
3.实际测量并记录观测结果。
水流速度记录表
日期:
水流量
所需时间(秒)
推测时间(秒)
实际时间(秒)
50毫升
10秒
15秒
100毫升
30秒
30秒
150毫升
45秒
50秒
水在向下流动的过程中是不匀速的,流掉前50毫升水的时间与流完前100毫升、150毫升水的时间并不成倍比关系。随着水位的下降,瓶中水的压力越来越小,水流速度越来越慢。
4.观察古代水钟。
“泄水型”水钟
“受水型”水钟
流水孔
泄水孔
盛水漏斗
(1)“泄水型”水钟。
容器内的水面随水的流出而下降,根据水面的变化就可以测出过去了多长时间。
(2)“受水型”水钟。
水滴以固定的速度滴入圆筒,使得浮标随着水量的增加而逐渐上升,从而显示流逝的时间。
研 讨
1.水流的速度是均匀的吗?怎样才能让水以均匀的速度往下流?
水不是以均匀的速度往下流。水流速度的快慢受水钟内水的压力大小影响。瓶内水位高时,水的压力大,水的流速大;瓶内水位低时,水的压力小,水的流速小。
要想以均匀的速度往下流就要保证水的压力大小平稳,可以给塑料瓶进水处加一个分水槽,让多余的水流到分水槽内,并保持一直加水的状态。也可以给塑料瓶加一个调节水速的开关,比如输液时输液管上的调节器就是控制水压的开关。
2.古代的水钟用水滴有什么好处?人们是怎样控制水以均匀的速度往
下滴的?
水滴流速慢,用时比较长,能在较长时间内保持流速均匀,而且能够比较容易控制水位。
古人给水钟加一个分水槽,让水一直保持满的状态,多余的水流出去。比如“受水型”水钟,古人在进水口处安置了一个盛水漏斗,锥体是用来控制流水孔的大小的,盛水漏斗边上的泄水孔是用来保持水位高低的。
“受水型”水钟
流水孔
泄水孔
盛水漏斗
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。
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