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教科版五上第三单元第2课《用水计量时间》教学设计
课题 用水计量时间 单元 三 学科 科学 年级 五
学习目标 1.初始水位和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位不变，水流的速度不变。水流的这一特点可用于计时。2.能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。3.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。4.理解古人的聪明才智，对古人的智慧创作产生敬佩之情。5.在观察和记录实验数据时能始终保持严谨细致的态度。6.了解社会的发展会带动计时工具的进步。
重点 多次观测、记录一定容器中流出一定量的水需要多少时间，并分析水流速度的变化。
难点 小组观测活动中各人默契配合，获得准确数据。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 水钟是如何设计的 日影、燃香、蜡烛……都曾被人们用来计时。人们利用日影计时是因为太阳光影是有规律地运动，燃香、蜡烛的燃烧也需要一定的时间，而且时间大体相同。因此，我们可以发现，能够用作计时的事物必须是有规律地运动。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 观看视频资料。交流并回答问题。 激发学生兴趣，聚焦主题。
讲授新课 探索：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。测量水流速度的变化。实验目的:测量流出50毫升水用多少时间。实验材料:铁架台、一个能容纳200毫升水的塑料瓶、量杯(200毫升)、秒表、水等。实验步骤:(1)用刚才的瓶子装200毫升水，按右图所示的方式固定在铁架台上。(2)让水从瓶盖的小孔中流出，并用量杯接住从瓶中流出的水。(3)测量量杯内的水积聚到50毫升时用了多少时间。 (4)推测积聚到100毫升、150毫升时，分别需要多少时间。实验记录：流出水量所需时间第1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秒流出水量预测所需时间100毫升30秒150毫升45秒实验分析:因为瓶中水流速度比较均匀，所以三次测量的时间也比较接近。根据50毫升水流出所需的时间，可以推测出100毫升水和150毫升水流出所需的时间大约是50毫升水流出所需时间的2倍和3倍，即30秒和45秒。实际测量并记录观测结果。 根据上面的实验过程，分别测量100毫升和150毫升水流出所需的时间各是多少。通过实际测量会发现:水在向下流动的过程中不是匀速的，流完前50毫升水所需时间与流完前100毫升水、前150毫升水所需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。水流速度记录表 日期：观察古代水钟的结构，并思考它们是怎样用来计时的。1.古代水钟简介。水钟是古代报时的标准方式，它于公元前6世纪传入中国。水钟曾在雅典等城市成为常见的景观，如今在这些城市中已发现公元前35年左右建造的“城钟”遗迹。这种钟的运行由一块浮标控制，当水从底部的一个小出口慢慢流出时，浮标也一点点地下沉。浮标与一根圆杆相连，圆杆在下沉时使指示柄随之移动。下面简单认识“泄水型"水钟和“受水型”水钟。(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。2.古代水钟的制作原理。流水是一种运动的物体，时间就像流水样在流动。 在一定 的装置里，水能以固定的速度往下流，因此通过水量的变化就能确定经过的时间。制作水钟必须解决的问题是怎样保持水钟里的水以固定的速度往下流。3.中国古代的水钟。水钟在我国古代又叫作“刻漏”，是根据滴水的等时性原理来计时的。滴水计时有两种方法，一种是利用特殊容器记录水漏完的时间(泄水型)，另一种是底部不开口的容器，记录它用多少时间把水接满(受水型)。我国的水钟，最先是泄水型的后来发展成泄水型与受水型并用。如图所示的“刻漏”，主要由几个铜水壶组成，所以又叫“漏壶”。除了最低的那个，每个壶的底部都有一个小孔。水从最高的壶里，经过下面的各个壶滴到最低的壶里，滴得又细又均匀。最低的壶里有一个铜人，手里捧着一支能够浮动的木箭，壶里水多了，木箭就浮起来，根据它上面的刻度，就可以知道时间了。研讨：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的。水流速度的快慢受水钟内水的压力大小的影响。容器内水位高时，水的压力大，水的流速大；容器内水位低时，水的压力小，水的流速小。要想水以均匀的速度往下流就要保证水的压力大小平稳，可以给容器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。 也可以给容器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的压力的开关。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。人们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，人们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。 组装装置，观察水流组装好后请观察水流速度是否均匀。小组讨论并请一组演示方法，交流后形成活动提示。小组活动。学生汇报数据并交流。小组活动。小组汇报数据并交流研讨。学生汇报交流：水流速度是否改变。学生小组活动，并交流。学生观察古代水钟，思考并交流它是如何准确计时的。 激发学生思考新的问题。旨在从相同水位流出相同的水所需的时间，学生凭直觉认为是相同的，通过实际测量会进一步确认这个认识。通过重复测量和分析数据，能进一步认识水流的特点。观察实验获得的认识，要用于实际应用。
课堂小结 通过本节课的学习，我们了解了古代“泄水型”水钟和“受水型”水钟的结构和计时方法，知道“泄水型”水钟是根据容器内的水的减少情况来计量时间的，而“受水型”水钟是根据容器内流入水的增加情况来计量时间的。初始水位和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位不变，水流的速度不变。水流的这一特点可用于计时。通过实验来探究认识用水计时的原理。
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2 用水计量时间
教科版 五年级上
新知讲解
打更
新知讲解
水钟是如何设计的
日影、燃香、蜡烛……都曾被人们用来计时。人们利用日影计时是因为太阳光影是有规律地运动，燃香、蜡烛的燃烧也需要一定的时间，而且时间大体相同。因此，我们可以发现，能够用作计时的事物必须是有规律地运动。
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
新知讲解
用水计量时间
新知讲解
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。
新知讲解
2
测量水流速度的变化。
实验目的:测量流出50毫升水用多少时间。
实验材料:铁架台、一个能容纳200毫升水的塑料瓶、量杯(200毫升)、秒表、水等。
实验步骤:(1)用刚才的瓶子装200毫升水，按右图所示的方式固定在铁架台上。
(2)让水从瓶盖的小孔中流出，并用量杯接住从瓶中流出的水。
(3)测量量杯内的水积聚到50毫升时用了多少时间。
新知讲解
2
(4)推测积聚到100毫升、150毫升时，分别需要多少时间。
实验记录：
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
新知讲解
2
实验分析:因为瓶中水流速度比较均匀，所以三次测量的时间也比较接近。根据50毫升水流出所需的时间，可以推测出100毫升水和150毫升水流出所需的时间大约是50毫升水流出所需时间的2倍和3倍，即30秒和45秒。
流出水量 预测所需时间
100毫升 30秒
150毫升 45秒
新知讲解
3
实际测量并记录观测结果。
根据上面的实验过程，分别测量100毫升和150毫升水流出所需的时间各是多少。通过实际测量会发现:水在向下流动的过程中不是匀速的，流完前50毫升水所需时间与流完前100毫升水、前150毫升水所需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。
新知讲解
3
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 32秒
150毫升 45秒 50秒
新知讲解
4
观察古代水钟的结构，并思考它们是怎样用来计时的。
1.古代水钟简介。
水钟是古代报时的标准方式，它于公元前6世纪传入中国。水钟曾在雅典等城市成为常见的景观，如今在这些城市中已发现公元前35年左右建造的“城钟”遗迹。这种钟的运行由一块浮标控制，当水从底部的一个小出口慢慢流出时，浮标也一点点地下沉。浮标与一根圆杆相连，圆杆在下沉时使指示柄随之移动。下面简单认识“泄水型"水钟和“受水型”水钟。
新知讲解
4
(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。
新知讲解
4
2.古代水钟的制作原理。
流水是一种运动的物体，时间就像流水样在流动。 在一定 的装置里，水能以固定的速度往下流，因此通过水量的变化就能确定经过的时间。制作水钟必须解决的问题是怎样保持水钟里的水以固定的速度往下流。
新知讲解
4
3.中国古代的水钟。
水钟在我国古代又叫作“刻漏”，是根据滴水的等时性原理来计时的。滴水计时有两种方法，一种是利用特殊容器记录水漏完的时间(泄水型)，另一种是底部不开口的容器，记录它用多少时间把水接满(受水型)。我国的水钟，最先是泄水型的后来发展成泄水型与受水型并用。
新知讲解
4
如图所示的“刻漏”，主要由几个铜水壶组成，所以又叫“漏壶”。除了最低的那个，每个壶的底部都有一个小孔。水从最高的壶里，经过下面的各个壶滴到最低的壶里，滴得又细又均匀。最低的壶里有一个铜人，手里捧着一支能够浮动的木箭，壶里水多了，木箭就浮起来，根据它上面的刻度，就可以知道时间了。
新知讲解
测量水流速度的变化
新知讲解
如何测量流水时间
新知讲解
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的。水流速度的快慢受水钟内水的压力大小的影响。容器内水位高时，水的压力大，水的流速大；容器内水位低时，水的压力小，水的流速小。要想水以均匀的速度往下流就要保证水的压力大小平稳，可以给容器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。 也可以给容器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的压力的开关。
新知讲解
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。
人们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，人们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。
注水口
溢水口
漏水口
水位保持不变
课堂练习
判断题。
1.流完瓶内全部300毫升水所用时间等于流掉其瓶中前100毫升水所用时间的3倍。( )
2.通过实验，我们发现:水位高低变化，会引起水流速度变化。( )
3.水在一定装置内，水能保持以稳定的速度往下流，人类根据这一特点制作水钟来计时。( )
4.通过观察水流速度的实验，我们发现水总是以固定的速度往下流的。( )
5.如果要用流水来计时，我们最主要解决的问题是水质处理。( )
6.水钟与太阳钟相比，优势在于在绝大部分时候可以使用。( )
√
×
√
√
×
×
课堂练习
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。
A.1次 B.2次 C.多次
3.古代的水钟,水滴漏的速度是( )。
A.固定的 B.越来越快 C.越来越慢
4.我们在测量水流速度变化时，随着饮料瓶盖中水位的下降，滴水速度( )。
A.越来越快 B.越来越慢 C.保持不变
A
A
C
B
课堂总结
用水计量时间
通过本节课的学习，我们了解了古代“泄水型”水钟和“受水型”水钟的结构和计时方法，知道“泄水型”水钟是根据容器内的水的减少情况来计量时间的，而“受水型”水钟是根据容器内流入水的增加情况来计量时间的。初始水位和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位不变，水流的速度不变。水流的这一特点可用于计时。通过实验来探究认识用水计时的原理。
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教科版五上第三单元第2课《用水计量时间》同步练习（含答案）
填空题。
1.除了日影、燃香、蜡烛外，古人还曾利用____________来计时，从而设计制造出了____________。
(根据本课内容填写)
2.我们在做“观察水流速度”的实验时，应当将一个透明塑料饮料瓶去掉____________(填“底”或
“顶”)部，____________(填“正”或“反”)向放置后盛水，在瓶盖上扎一个小孔，让水可以从小孔中缓缓流出。
3.如图所示，此种古代水钟的计时原理是:三个水壶依次从____________向
____________排列，____________的水壶都是向____________的水壶里面漏
水,最后的水漏在一个有刻度的圆筒中，人们通过看圆筒中的____________，
就可以知道流逝的时间了。
4.通过实验发现，如果水是以水流的状态往下流时,水的流速是____________的，随着水量的减少速度变____________。
5.古代的水钟主要有两种类型，分别是____________型水钟和____________型水钟。
二、判断题。(对的画“√”，错的画“×”)
1.流完瓶内全部300毫升水所用时间等于流掉其瓶中前100毫升水所用时间的3倍。( )
2.通过实验，我们发现:水位高低变化，会引起水流速度变化。( )
3.水在一定装置内，水能保持以稳定的速度往下流，人类根据这一特点制作水钟来计时。( )
4.通过观察水流速度的实验，我们发现水总是以固定的速度往下流的。( )
5.如果要用流水来计时，我们最主要解决的问题是水质处理。( )
6.水钟与太阳钟相比，优势在于在绝大部分时候可以使用。( )
7.在做观测水流速度实验时，瓶盖上:扎的孔径越大，水流速度越慢，计时越准确。( )
8.用肉眼也可以比较清楚地观察水流速度，因此不需要精确计时浪费时间。( )
9.要用水钟计时，必须保持水位始终在同高度。( )
三、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。
A.1次 B.2次 C.多次
3.古代的水钟,水滴漏的速度是( )。
A.固定的 B.越来越快 C.越来越慢
4.同一装置中,水流出的速度与水位的关系是( )。
A.水位越高，流出相同量的的水所需的时间越长
B.水位不变，流出相同量的水所需的时间相同
C.水位越低，流出相同量的水所需的时间越短
5.往一次性塑料杯里装150毫升水，然后在杯底扎一个小孔，让水从小孔中缓慢流出。重复几次实验后我们会发现( )。
A.每次滴完水所用的时间都不相同
B.每次滴完水所用的时间都完全相同
C.每次滴完水所用的时间都几乎相同
6.滴漏的滴水速度与( )无关。
A.滴漏中的水位 B.漏水孔的大小 C.容器的颜色
7.用流水来计时，如果解决好( ),计时将更准确、更方便。
A.水流速度 B.水流量 C.水质的处理
8.下列选项不属于古代计时器的是( )。
A.太阳钟 B.沙漏 C.水钟 D.原子钟
9.我们在测量水流速度变化时，随着饮料瓶盖中水位的下降，滴水速度( )。
A.越来越快 B.越来越慢 C.保持不变
10小科用一个上下粗细样的塑料圆桶代替上大下小的塑料瓶测量水流速度的变化，发现每分钟时间内，水位增高的刻度( )。
A.前大后小 B.前小后大 C.间距不变
11.如果要用上题中的滴漏装置计时，能使它计时更精确的方法是( )。
A.不断往塑料瓶中加水保持塑料瓶中的水面高度不变
B.换一个更粗、更大的量筒
C.在水中滴一滴红墨水
四、连线题。
泄水型水钟 不同时间，影子的方向、长短的变化计时
受水型水钟 浮标随水量的增加而上升，显示流逝的时间
日晷 从容器内水面下降的多少测出过去的时间
五、简答题。
怎样才能保持水钟里的水以固定的速度往下流
六、探究题。
1.如图所示的古代水钟为哪种类型的水钟 写出水钟中装置A.B、C的名称以及装置A的作用。分析此水钟的计时原理。
2.某小组做滴漏实验。在自制的容器内装300毫升水，观察并记录漏出1000毫升水需要的时间，重复多次实验。
水量 第一次测量 第二次测量 第三次测量
100毫升 59秒 61秒
(1)从实验记录中我们可以推测，第三次测址的时间可能为( )。
A.50秒 B.60秒 C.70秒 D.80秒
(2)该小组又观察并记录了从滴漏中漏出10毫升、50毫升的水分别需要的时间。
水量 第一次测量 第二次测量 第三次测量
10毫升 6秒 7秒 6秒
50毫升 31秒 29秒 30秒
从300毫升水中漏出100毫升水的时间,相当于漏出10毫升水的时间的____________，漏出100毫升水的时间也差不多是漏出50毫升水的时间的____________。
(3)我的发现:如果孔的大小不变，那么漏完同样多的水，____________________________________。
(4)由此，奇奇推测这个滴漏漏完300毫升水所用的时间应该在180 秒左右。你认为他的推测正确吗 为什么 _______________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________。
3.阅读材料，回答问题。
古代有一种刻漏，主要由几个铜水壶组成，又叫“漏壶”。漏刻是一种典型的等时计时装置，计时的准确度取决于水流的均匀程度。早期漏刻大多使用单只漏壶，滴水速度受到壶中液位高度的影响，液位高，滴水速度较快，液位低，滴水速度较慢。为解决这一问题，古人进一步创制出多级漏刻装置。所谓多级漏刻，即使用多只漏壶,上下依次串联成为一组，每只漏壶都依次向其下一只漏壶中滴水。这样一来，对最下端的受水壶来说，其上方的一只泄水壶因为有同样速率的水来补充，壶内液位基本保持恒定，其自身的滴水速度也就能保持均匀。
除了最底下的那个，每个壶的底部都有一个小眼。水从最高的壶里，
经过下面的各个壶滴到最低的壶里，滴得又细又均匀。最低的壶里有一个
铜人，手里捧着一支能够浮动的木箭，壶里水多了，木箭浮起来，根据它
上面的刻度,就可以知道时间。
如图所示的是我国古代的一种水钟，它是由甲、乙、丙、 丁四个水桶组成。
(1)从结构上看，应根据____________桶的水位变化来判断时间，属于____________型。
(2)这四个水桶的大小特点是________________________，这样组合的主要目的是_________________
________________________；如果要给这个水钟补充水，应加在____________水桶中最为合适。
参考答案
一、
水 水钟
底 反
高 低 低处 水位指示
不固定 慢
泄水 受水
二、
×
√
√
×
×
√
×
×
√
三、
1.A
2.C
3.A
4.B
5.C
6.C
7.A
8.D
9.B
10.A
11.A
四、
五、
要以固定的速度往下流就要保证水位的平稳，可以给水钟进水处加一个水槽，让多余的水流到分水槽内，并保持一直加水的状态。也可以给水钟加一个调节水速的开关，例如可利用输液管上的调节器作开关。
六、
1.“受水型”水钟。A. 泄水孔,B.盛水漏斗,C.流水孔;保持水位不变。水滴以固定的速度滴人圆管，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。
2.(1)B (2)10倍 2倍 (3)用的时间几乎相同 (4)结论不正确。当容器中的水越来越少时，水漏出的速度越来越慢，最后甚至断断续续成滴状，所以时间会比180秒长。
3.(1)丁 受水 (2)越来越小 使水滴得又细又均匀 甲
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