资源简介

(共37张PPT)
第8课
太 阳 钟
（苏教版）四年级
下
01
核心素养
内容总览
02
探究新知
03
课堂练习
04
活动手册
05
课堂总结
06
板书设计
核心素养
※知道阳光下物体影子长短与方向的变化规律。
01
02
※知道日晷是古代人根据日影变化规律发明的计时工具。
03
科学观念
04
※知道阳光下物体影子长短与方向的变化规律。重点
※制作简易日晷，并了解日晷的种类和工作原理。难点
科学思维
探究实践
态度责任
※会制作简易日晷，并了解日晷的种类和工作原理。
探究新知
活动一 研究影子方向与长短变化的规律
实验材料:手电筒、铅笔橡皮。
实验步骤:(1)用手电筒光照射一支竖立的铅笔，可以将铅笔竖直放在橡皮上，观察它的影子。
(2)改变照射的方向和高度，观察铅笔的影子有什么变化。
(3)试试在什么情况下，影子会不见。
影子的形成需要哪些条件？
影子的形成需要三个条件：光源、不透明物体和承接影子的屏。
探究新知
实验现象:用手电筒照射铅笔能够看到影子，并且影子总是与手电筒光源的方向相反。当改变照射方向时，影子的方向也随之改变。当改变照射的高度时，影子的长短也会改变，照射高度越高，影子越短；照射高度越低，影子越长。
探究新知
实验结论:光源与影子总在相对的方向上，当改变光源照射方向时，影子的方向也随之改变。当改变光源照射的高度时，影子的长短也会改变，照射高度越高，影子越短；照射高度越低，影子越长。
探究新知
活动二 模拟阳光下物体影子的变化
1.用手电筒模拟太阳，观察物体影子的长短与方向是怎样随“太阳”的位置变化而改变的。
实验目的:探究影子的变化与太阳位置的关系。
实验材料:手电筒竹篾、小标杆(铅笔)。
实验步骤:(1)将小标杆放在桌子中央，接下来把竹篾弯成弧形放在小标杆的上方并固定在桌子上，在竹蔑上标注好相应的整点时刻。
探究新知
(2)把手电筒用细绳挂在竹篾上，打开手电筒，沿着竹篾的弧形移动，照射桌子中央的小标杆，观察小标杆影子的变化。
实验分析:实验中，手电筒代表太阳，竹篾代表太阳相对地球运动的轨迹。小标杆的作用是产生影子，代表地球上能产生影子的物体。在模拟实验中我们可以观察到，阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变，影子的方向总是和太阳的方向相反。阳光下物体影子长短的变化是随太阳在天空中的位置变化而变化的。
实验结论:太阳位置最高时影子最短，太阳位置最低时影子最长。影子的方向和太阳的方向相反。
探究新知
2.太阳的位置变化对物体影子的影响。
分 析 (1)影子的方向和太 阳位置的关系。早上太阳东升，影子朝西。随着中午的到来，太阳升至正南方向，影子朝北。下午太阳西下，影子朝东。影子的方向一直和太阳的方向相反。
(2)影子的长短和太阳高度的关系。早晨，太阳东升，影子朝西，太阳高度角小，影子长。随着中午的到来，太阳高度角慢慢变大，影子越来越短，到正午时太阳在正南方向，影子最短。傍晚，太阳西下，太阳高度角越来越小，影子越来越长。
探究新知
结 论 阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变，影子的方向总是和太阳的方向相反 ；阳光下物体影子的长短随着太阳高度的变化而变化，太阳位置最高时影子最短，太阳位置最低时影子最长。
探究新知
1.研究阳光下小棒影子的变化。
探究问题:阳光下小棒影子有什么变化
实验材料:小棒(可以用铅笔或筷子代替)、橡皮、记录纸、指南针、笔。
实验步骤:(1)把小棒插在橡皮上，固定在记录纸的观察点上。选择空旷处放置，不要移动。
活动三 研究阳光下小棒影子的变化情况
探究新知
(2)利用指南针确定方向，并在记录纸上标出东、南、西、北四个方向。
(3)每隔1小时在记录纸上标出小棒的影子(画出阳光下小棒影子的长度和位置)，并记下当时的时间。
探究新知
实验记录:
阳光下物体影子的长短方向和温度的变化记录表
时间 8时 9时 10时 11时 12时 13时 14时 15时 16时
太阳方向 东 东 东偏南 东偏南 南（头顶上） 南（头顶斜上方） 南偏西 南偏西 偏西
影子方向 西 西 西偏北 西偏北 北 北 北偏东 北偏东 偏东
影子长度/厘米 21.7 13.8 10.2 8.3 8 9.2 12.1 18.6 32.8
探究新知
实验分析:影子长短的变化是随着太阳在天空中的位置变化而变化的，太阳位置最高时(正午)影子最短，太阳位置最低时(傍晚)影子最长；同时在实验中也可以发现，上午影子逐渐变短，正午(太阳正当头顶时)影子最短，下午影子逐渐变长。
探究新知
但要注意的是当地的12时可能并不是太阳位置最高的时候。这是由于地球自西向东自转，各地的经度不一样，昼夜到来的时间也就不一样，正午的时间也会有所不同。
实验结论:影子的方向一直和太阳的方向相反，太阳的方向变化是东→南→西；影子的方向变化是西→北→东。 太阳的高度变化是低→高→低；影子的长短变化是长→短→长。
探究新知
2.小棒影子的长短、方向与太阳的位置变化的关系
正午，太阳位置最高，影子最短，此时太阳的方向为南；上午，太阳逐渐升高，影子逐渐缩短，太阳的方向由东向南移动；下午，太阳逐渐下降，影子逐渐变长，太阳的方向由南向西移动。
探究新知
物体影子变化的模拟实验
探究新知
太阳变化的证据和规律
探究新知
1.日晷。
古代人早就注意到阳光下物体影子的变化与太阳的移动有关系，而且这种变化是有规律的，于是制造出了计时工具。这一类计时工具在西方被称为太阳钟，在中国被称为日晷。
活动四 了解日晷
探究新知
日晷中的“日”指“太阳”，“晷"指“影子”，日晷的意思“太阳的影子”。日晷又称“日规”，是古代人们利用日影测得时刻的计时器。它是最古老的计时仪器之一。
虽然世界各地有许多不同类型的日晷，但是基本的构造却是相同的，都有一个晷针和承接晷针影子的晷面，晷面上刻着时刻的刻度。根据晷面所放角度不同可分成以下几种:
探究新知
(1)垂直日晷:也称垂直式日晷，晷面垂直地面，并根据实际可以指向南、北、东或西四个方向，晷针与晷面有一定夹角。
(2)赤道日晷:晷面与赤道面平行，晷针指向北极星。
(3)地平日晷:曇面平行于地平面，晷针与晷面有一定的夹角(夹角通常与当地纬度值相同)。
探究新知
日 晷
探究新知
2.认识几种不同的日晷。
你认为这些计时工具是怎么工作的？它们有什么共同点？
(1)牛顿钟。
著名科学家牛顿小时候做过一个太阳钟，他在空地上垂直插一根小木棍，每隔两小时，在木棍的投影处放一块石头作为记号，并记下时间。他的太阳钟据说用了70年。人们把这个太阳钟称为“牛顿钟”。
特点:晷面为地面，晷针与地面(晷面)垂直。
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(2)立式日晷。
这种日晷也称为“垂直式日晷”，一般安置在墙上。垂直式日晷分为三种，即“垂直向南日晷”“垂直向北日晷”“垂直向东和向西日晷”。
如今欧洲的一些国家，在一些古代或现代华丽的中层建筑的向南和向北(东西方向)以及向东和向西(南北方向)的墙上，附近有各种不同色调、大小和风格相异的日晷雕塑。
特点:晷面与地面垂直，晷针与晷面有一定角度。
探究新知
(3)地平日晷。
地平日晷的重要特征是晷面必须严格水平。日晷的产生是从观察阳光下竖直物体影子的方向变化而开始的，最早的日晷就是地平日晷，它必须在使用其他计时工具进行精确计时的条件下，根据表影随时间变化的实际情况来进行刻画，这显然是不方便的，但如果采用均匀刻画的方法又会带来相当大的计时误差，这就是地平日晷的重大缺陷。
探究新知
特点:晷面与地面平行，晷针与晷面有一定角度(通常与当地纬度值相同)。
探究新知
无论是哪种日晷，其工作原理都是一样的：当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷盘(面)，太阳由东向西移动，于是投向晷盘的晷针影子慢慢地由西向东移动。移动着的晷针影子好比现代钟表的指针，晷盘则好比钟表的表面，用来显示时刻。以中国古代日晷为例： 早晨，针影投向晷盘西端的卯时附近；当太阳到达正南最高位置(上中天)时，针影位于正北(下)方，指示当地的午时；午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。
探究新知
3.用硬卡纸和指南针制作一个地平日晷。
制作材料:硬纸板(卡纸)、指南针、量角器、圆规、笔、剪刀、胶水。
制作步骤:(1)如图所示，在一张半圆形的硬卡纸上标明刻度和方向。
探究新知
(2)从左到右依次写上6~18，最中间的那条线正好代表中午12时。
(3)从一张硬纸板上剪下一块三角形的硬纸板作为晷针，其中一个角为当地纬度值。
(4)把三角形硬纸板竖直粘在印有刻度的半圆形卡纸上，并指向正北方。
(5)利用指南针确定方向，根据三角形硬纸板的投影，就可以确定当时的时间。
探究新知
制作日晷
课堂练习
1.[填空]日晷是测量_________的工具，它是根据_________下影子的变化规律制作出来的。
2.[判断]虽然世界各地有各种不同的日晷，但它们的制作原理都是相同的。( )
3.[判断]日晷不仅能在白天使用，阴天和黑夜也能使用。( )
4.[选择]古人制作的( )是利用太阳来计量时间的。
A.日晷 B.浑天仪 C.滴漏
5.[选择]下列几种日晷中，晷面与地平面垂直的是( )。
A.立式日晷 B.地平日晷 C.赤道日晷
√
时间
太阳
×
A
A
课堂练习
一天中，太阳下物体的影子有规律地变化，日晷的晷针影子随着太阳位置的变化，在晷面上有规律地移动。(合理即可)
6. [简答]说一说日晷的工作原理。
活动手册
活动手册
课堂总结
本课通过实验和观察，了解物体影子的长短与方向随着太阳的位置的变化而变化，并发现这种变化是有规律的。本课通过学习了解各种日晷后，模仿古代人制造一个自己的日晷，知道日晷的工作原理是日影有规律的变化，感受古代人们探索科学世界的过程。
板书设计
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