师:同学们好,很高兴和大家开启今天的学习之旅。这节课我们将学习小学科学教科版五年级上册第三单元第二课《用水计量时间》,请准备好学习用品、课本、文具,还有一个量杯,一个去掉顶的透明饮料瓶,一个去掉底的透明饮料瓶(瓶盖上扎好孔),一个秒表,一张长约10厘米、宽2厘米的纸条,一些红墨水,一卷双面胶,以及一张像这样的记录表。
通过上节课的学习,我们知道古人曾利用日影、燃香、蜡烛等来计量时间。但在使用过程中,人们也发现了一些不足,比如日晷和圭表只能在晴朗的白天使用,阴天或夜晚就无法使用;蜡烛、燃香钟是利用其均匀的燃烧速度来计量时间的,但只能记录一小段时间,不能长久连续地计量时间。后来人们发现水也能计时,还设计制作出了用水计时的工具。看,这就是古代的水钟,想一想,古人是怎样设计这种水钟的呢?我们来看一段视频。
在广东省广州博物馆收藏有一套元代铸造的铜壶滴漏,它高264.4厘米,从高到低依次放置在阶梯式的座架上。上面放置的三个铜壶,第一个是日天壶,第二个是夜天壶,第三个是平水壶,这三个壶统称“播水壶”。最下面的铜壶则叫做“受水壶”。铜壶滴漏里装的是水,在每个壶的下面都有一个水龙头,水流通过龙头依次流到下一个铜壶里。那通过水流是怎么计时的呢?奥秘就在最下面的受水壶里,里面有一把铜尺,铜尺上刻着十二时辰,在铜尺前还有一个指示时辰的浮箭。当最上面的一个壶注满水后,水就通过滴水龙头从高处流到最底下的壶里。随着最底下壶里水位的升高,浮箭托起浮标,古人根据浮标、铜尺指示的刻度就知道当时的时间。
既然水可以用来计时,那水流的速度也是均匀的吗?我们还是通过实验的方法来观察一下吧。取出课前准备的材料:一个量杯,一个去掉顶的透明饮料瓶,一个去掉底的透明饮料瓶(瓶盖上扎好孔),像这样把它们组装在一起,一个简易的小水钟就制作好了。为了便于观察,我们可以在水中滴点红墨水,然后把有颜色的水装到上面的漏水瓶里,这样就可以观察水流的速度了。按下暂停键,赶紧去准备一下啊。
看,有的同学已经观察好了,还录制了一段视频。老师也录制了一个视频,请你仔细观看。你觉得水流的速度是均匀的吗?我们听听同学的观点吧。
生1:我发现水流一直是缓慢地流着,所以我觉得水流的速度是均匀的。
生2:我发现水流一开始连成一条线,到后来就一滴一滴的了,所以我觉得水流的速度是不均匀的。
师:同学们不仅观察得仔细,说得也很好。那水流的速度到底是均匀还是不均匀的呢?要怎么证明呢?对,有同学想到可以用秒表来测量一下。下面就让我们借助这个滴漏装置,用测量的方法在实验中找证据,证明自己的观点吧。
上节课我们做的燃香实验,是把香平均分成四份,观察比较每一份燃烧时所需要的时间,如果时间相同,就证明香燃烧的速度是均匀的。那现在我们也可以把一定量的水平均分成4份,比如把200毫升的水平均分成4份,每一份就是50毫升,测量从200毫升水中每流出50毫升水所需要的时间,观察比较每流出50毫升的水所需要的时间是否相同。如果相同,就证明水流的速度是均匀的;如果不相同,就证明水流的速度是不均匀的。
那现在我们就先来测量从200毫升水中流出第一个50毫升水所需要的时间。我们先用手堵住漏水孔,再往瓶子里倒入200毫升水,准备好计时器,滴水的同时开始计时。注视量杯中的水位,注意看水位时视线要平视,当量杯中的水集聚到50毫升时,及时记录下时间。为了提高实验的准确性,我们要重新将水加满至200毫升,重复刚才的实验步骤。这样的实验要重复三次,结果才更加科学准确哦。
通过刚才的测量,你有什么发现吗?
生3:我发现三次测量从200毫升水中流出50毫升水所需要的时间很接近。
师:你真善于发现呀。没错。通过刚才的测量,我们发现同一个装置,当孔径、初始水位不变时,流出等量的水,用时基本相同。那如果继续流出第二个50毫升、第三个50毫升的水,所需要的时间又会是多少呢?先将你的猜测记录下来,再把你的简易小水钟像这样在接水瓶上贴上纸条,然后倒入50毫升的水标画刻度,接下来每50毫升的水都标画一次刻度,直到标记到150毫升。
