(共38张PPT)
第三单元 计量时间
3.7 计量时间和我们的生活
核心素养目标
科学观念：在总结和比较人类计时工具的演变中，认识到计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。
科学思维：运用总结、比较、分析等方法，归纳出计时工具的计时原理。
探究实践：能通过表格的方式调查和比较人类计时工具的演变：能在调查和交流中，知道不精准计时会给人类生活造成麻烦。
态度责任：在调查中，认识到人类设计不同计时工具来满足不同的用途和需求，以及科技的进步能造福人类。
我们每天都要通过钟表来掌握时间、安排工作或做出决定。在现代生活里，人们对精确计时又做出了哪些努力呢？
科学聚焦
1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定，开始在全世界通用。
科学聚焦
发展的主动性
发展的差异性
说一说：你知道哪些计时工具
这些计时工具有什么相同点和不同点呢？
科学聚焦
探索一：总结和比较人类计时工具的演变
科学探索
科学探索
计时工具的变迁
科学探索
计时工具发展史
公元前20000年：史前人以在木棍和骨头上刻标记的方式来计时。
公元前8000年：埃及人制订了每年12个月，每月均为30天的历法。
公元前1500年：埃及人发明了第一个移动日晷，将一天分为12个周期。
科学探索
公元前1400年：漏壶(沙漏或滴漏)是第一个摆脱天文现象的计时仪器。
公元前100年：雅典出现以一天24小时为基础的机械漏刻。
公元200年：西方开始引入星期概念。
公元400年：中国发展了机械漏刻。
科学探索
公元1088年：中国宋朝的机械师苏颂发明的“水运仪象台”(水钟)被认为是第一架真正的机械钟，它是集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性观测仪器，实际上就是一座小型的天文台。
科学探索
公元1100年：日晷在欧洲得到发展。
公元1350年：德国钟表匠发明了第一个机械闹钟。
公元1400年：第一批机械钟开始在欧洲流行，由意大利人乔瓦尼·唐迪于1364年制成，他首次在机械钟里引入了轮式钟摆。
公元1510年：德国纽伦堡出现带发条的怀表。
公元1511年：荷兰人彼得·亨莱茵制成了第一块怀表，但它只有时针而没有分针和秒针。
科学探索
公元1656年：有摆的挂钟(或座钟)诞生于荷兰天文学家、物理学家克里斯蒂安·惠更斯的实验室内。它是以伽利略发现的摆的摆动具有规则性这个原理为基础而发明的。
科学探索
公元1800年：计时精确度达到1/100秒。
公元1850年：计时精确度达到1/1 000秒。
公元1928年：发明石英钟。
公元1949年：发明第一台原子钟。
公元1950年：计时精确到微秒。
公元1965年：计时精确到毫微秒。
科学探索
公元1969年：由瑞士人创意、日本精工企业制作的第一块石英手表诞生，其价格在当时相当于一部汽车。
公元1970年：计时精确到微微秒。
公元1990年：计时精确到毫微微秒。
公元1998年：建立超冷艳原子钟，比微微秒又要精确10万倍。
到今天，最精准的计时工具原子钟的精确度可以达到2000万年才误差1秒。
科学探索
计时工具的比较记录表
日晷 水钟 摆钟 手表
使用材料
准确性
计时原理
方便程度
缺陷
晷面、晷针
铜壶、浮子
钟摆、齿轮
石英、齿轮
差
一般
较好
好
光影计时
滴水的等时性
摆的等时性
带电石英晶体的规律振动
不方便
不方便
较方便
很方便
阴雨天、晚上无法使用
需要人看守、加水
携带不方便
造价昂贵、
技术要求高
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
红绿灯倒计时需要精确计时，才能维持交通秩序。
这种情况下，需要计时工具精确到什么单位？
（秒）
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
这种情况下，需要用什么计时工具？
（秒表）
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
航天器的发射过程需要精确计时，才能保证安全和成功。
01时36分00秒344毫秒
这种情况下，需要计时工具精确到什么单位？
（千分之一秒）
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
这种情况下，需要用什么计时工具？
01时36分00秒344毫秒
（原子钟）
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
百米赛跑需要精确计时，才能知道运动员是否打破了记录。
这种情况下，需要计时工具精确到什么单位？
（百分之一秒）
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
这种情况下，需要用什么计时工具？
（秒表）
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
时刻表可以保障交通有序运行，提醒我们准时到达。
这种情况下，需要计时工具精确到什么单位？
（分）
科学探索
探索二：调查和了解精确计时的重要性
这种情况下，需要用什么计时工具？
（石英钟）
科学探索
1. 计时工具的设计运用了物体运动的什么规律？
2. 说说我们知道的现代计时工具。
3. 如果计时工具不精准，会给我们的生活带来哪些影响？
科学研讨
发展的主动性
在没有导航仪的年代，航行在茫茫大海上的船员，曾利用钟表来辨识自己所在的位置，让船成功地从一个地方航行到另一个地方。他们是怎样做到的呢？
科学拓展
课堂总结
课堂总结
一、选择题。
1.下列计时工具中，符合人类计时演变历史的是( A )。
A.日晷→水钟→摆钟→石英钟→原子钟
B.水钟→日晷→摆钟→石英钟→原子钟
C.摆钟→石英钟→原子钟→水钟→日晷
A
课堂练习
2.生活中，下列不需要我们精确计时的是( C )。
A.航天器的发射 B.百米赛跑 C.外出游玩
C
课堂练习
3.下列说法正确的是( C )。
A.精确计时的重要性主要体现在科学技术上，与我们的生活无关
B.石英钟表利用了石英晶体的振动，是当今计时最精确的钟表
C.交通信号灯需要精确计时，才能保障交通安全
C
课堂练习
二、填空题。
1.请将日晷、水钟、摆钟和手表按照计时准确性从高到低的顺序排列： 、 摆 、 钟 、 日晷 。
2.石英钟表可以非常精确地计时，一天以内的误差不会超过 1秒 。
手表
摆钟
水钟
日晷
1秒
课堂练习
三、连线题。
将下列钟表与其计时原理用线连接起来。
课堂练习
四、阅读材料，回答问题。
1.在没有导航仪的年代，航行在茫茫大海上的船员，曾利用钟表辨别方向，结合地图等确定自己所在的位置，让船成功地从一个地方航行到另一个地方。
利用钟表辨别方向有两种常用的方法。
方法一：“时数折半对太阳，12指的是北方。”一般在上午9时至下午4时之间可以很快地辨别出方向。把钟表平放，用时间除以2，在表盘上找出商数的位置，然后使其指向太阳，表盘上12时所指的方向就是北方。如果是下午时间，就使用24时计时法。例如：上午10时，除以2商5，把5对准太阳，12时所指的方向就是北方。
课堂练习
方法二：把钟表平放，时针指向太阳，时针与12时刻度围成的角的平分线的方向就是南方。
如图中的表盘都已经平放在地面上，两幅图表示两个不同的地方，请在表盘上标出北方。
课堂练习
2.人类计时仪器的发展史
3500多年前，古埃及人发明了人类最古老的计时工具——日晷。3400多年前出现的漏壶(沙漏或滴漏)是第一个摆脱天文现象的计时仪器。1088年，我国宋代的苏颂发明的水运仪象台(水钟)被认为是第一座真正的机械钟。
1656年，荷兰天文学家、物理学家惠更斯以伽利略发现的摆的等时性原理为基础发明了摆钟。自此，人类掌握了比较精确的测量时间的方法。
课堂练习
1969年，人们根据带电的石英晶体始终在做微小的往返运动(振动)发明了石英钟，它的误差在一天之内不会超过1秒。
当今计时最精确的是原子钟。原子钟是导航卫星的“心脏”，直接决定了导航定位的精度。若卫星存在十亿分之一秒的时间误差，则会产生0.3米的测距误差。我国北斗导航卫星的三项关键技术之一——中国科学院上海天文台研制的被动型星载氢原子钟，1000万年误差才1秒。
课堂练习
(1)世界上第一个摆脱天文现象的计时仪器是( A )。
A.沙漏或滴漏 B.水运仪象台 C.摆钟
(2)世界上第一座真正的机械钟是( B )发明的。
A.惠更斯 B.苏颂 C.伽利略
A
B
(3)下列计时仪器中，精确度最高的是( D )。
A.水钟 B.石英钟 C.日晷 D.原子钟 E.摆钟
D
课堂练习
