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(共14张PPT)
4.改进水钟
导入
古人使用的水钟可以使水滴匀速滴漏，计时准确且读数方便。
观察古代水钟原理示意图，思考它是怎样使水滴匀速滴落的，又是怎样做到方便读数的。我们可以从中获得哪些启发
这套水钟配有上方蓄水漏斗（泄水型补给水槽），会持续向中间容器补水，让中间容器内的水位始终保持恒定高度：
液体滴落水位不变，水滴就会以均匀、不变的速度持续滴落。如果没有恒定水位装置，下方容器水位不断下降，水滴会越滴越慢，无法匀速计时。
评估与改进
展示我们制作的水钟并交流，测试使用效果。
我们的水钟主要优点是材料简单、制作方便。
我们的水钟不足之处是需要向泄水杯中不断加水，且受水杯中的刻度过密，读数不方便。
我们小组泄水杯的水位高度经常变化，导致流速不均匀，受水杯中刻度不均匀。
对于存在的问题我们将做以下改进......
明确存在的问题，梳理改进措施
主要问题
第一级泄水杯容积偏小，储存水量不足，无法连续计时 10 分钟，水量很快耗尽，计时中途就会断水。
将第一级泄水杯容量变大，可保证有足够的水量能满足测试10分钟的要求。
将第一级泄水杯的出水孔孔径变大，可使水流速度大于第二级泄水杯中的流速，并在第二级泄水杯侧面加一个溢水孔，让多余的水能够流出，保持杯中水位不变。
二级水杯无法固定水位高度，水压波动导致滴水速度不均匀，计时不准。
改进意见
受水杯是不规则容器，容器横截面积各处不一样，水位上升快慢不一致，时间刻度没办法均匀标注，刻度排布杂乱。
用细长的直筒型容器作为受水杯，这样可做到刻度均匀。
第二级泄水孔孔径不能太小，水流速度要适当。增加刻度之间的距离，方便读数。
第二级泄水孔洞孔径过小，水流滴落太慢，相邻时间刻度间距过窄，读数困难、不易分辨时间。
主要问题
改进意见
时间刻度标好后，用透明胶带贴住刻度防水，保证字迹清晰、不模糊。
刻度直接画在容器外壁，沾水后字迹容易晕染、褪色、模糊，长时间使用看不清刻度。
改进意见
主要问题
你还遇到了哪些问题？又是怎么解决的呢？
改进设计，完善作品。
能否用浮标来指示刻度
哪一组的水钟计时比较准确且计时时间长 它是如何设计的 这种设计有什么优点
一、设计结构
三级分层搭建：
上层储水杯：出水孔径 4mm，持续向下供水；
2.中间稳压杯：侧边带溢水管，进水速度大于出水速度，水位始终恒定；下层出水孔 2mm 匀速滴水；
3.底部直筒量筒承接水流。
二、优点
计时精准：中间水杯水位固定，水压不变，水滴速度均匀，计时误差小；
计时久：上层储水量充足，匀速流水可长时间计时；
读数清晰：直筒容器水位匀速上升，时间刻度均匀好认读；
水流快慢可调节，结构简单不易故障。
学生作品 1
拓展
除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具
沙漏与水钟相比，有什么优点？
细沙下落计时，不受冰冻影响，可以解决冬天水钟结冰问题。
从水钟到沙漏:计时工具的智慧进化
古人如何解决"时间结冰"的难题
水钟的"烦恼":低温的挑战
水钟有个大烦恼——冬天。当气温降到零度以下,
水会结冰,不再流动。时间仿佛被"冻住",水钟也就
失去了计时功能。
巧妙的升级:沙漏登场
为了解决结冰问题,古人发明了沙漏!它用沙子代替
水,沙子不会结冰,无论天气多冷都能顺畅流动,计时
非常稳定。
计时工具的不断进步
从水钟到沙漏,我们看到科学发明就是在不断发现问
题、解决问题的过程中进步的。只要善于观察、勤于
思考,就能创造出更实用的新工具。

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