3.1时间在流逝
1.在远古时代,人类利用天上的 太阳 来计时。日出而作,日落而息,昼夜交替自然而然成了人类最早使用的时间单位——天 。
2. 圭表 是古代科学家发明的度量 日影长度 的一种天文仪器。通过测定正午的日影长度,人们就可以确定 节气的日期 和 一年的时间 。
3. 日晷 又称“日规”,是由 晷面 和 晷针 组成,是我国古代利用日影测量时间的一种计时仪器。根据晷面上晷针的 日影方位 ,人们就可以确定 时刻 。
4.中国古代把一昼夜划分为 十二个时辰 ,一个时辰相当于现在 两个小时 。
5.观察研究“一炷香”的时间: 同一支香,燃烧相同长度所用时间大致相等 。
6. 蜡烛 也可以用来计时。
3.2用水计量时间
1. 水钟 在我国古代又叫 “刻漏” ,是根据 滴水的等时性 原理来计时的工具。
2.古代的水钟分为 受水型 和 泄水型 两种类型。
3.泄水型:容器内的水面随水的流出而下降,从而显示流逝的时间。自上而下刻度越来越大。
4.受水型水钟:水滴以固定的速度滴入圆筒,使得浮标会随水量的增加而逐渐上升,从而显示流逝的时间。自上而下刻度越来越小。
5.水位的高低 会 引起水流速度的变化,随着水位的下降,压力变小,水流速度会越来越 慢 。
6. 孔径大小 和初始 水位高度 保持不变,从而控制水流速度不变。
3.3我们的水钟
1.影响水钟计时准确性的因素:
① 容器的形状 :如果容器的形状不规则或横截面过大,就容易造成 刻度标识不准确 。
② 水流的速度 :每次向容器里加水后,水位的不同会导致滴水速度不同。
③ 孔径的大小 :孔过小会导致水流速度较慢,进而使容器中水位上升较慢,这样会影响标刻度时的准确性;孔过大则滴漏的水容易很快到瓶盖。
2.我们可以控制 水流的速度 ,从而使水钟计时更加准确。
3.除了水,还可以用 沙子 (流动的物体)来制作计时工具,如 沙漏 。
3.4机械摆钟
1.意大利科学家 伽利略 第一个发现并解释了 摆的等时性 。 惠更斯 发明了 摆钟 。
2. 摆钟 的出现大大提高了钟表的 精确度 。摆钟是根据 摆的等时性 的原理发明的。
3.钟摆由 摆绳 和 摆锤 两部分构成。钟摆是一分钟摆动 60次 的单摆。
4.钟摆由 最左边 或 最右边 的位置开始摆动, 往返一次 记为“摆动一次”。
5. 同一摆钟 的钟摆摆动一次所用的时间总是 相等 的,这就是 摆的等时性 。
6.自制摆在摆动的过程中,摆动的幅度 越来越小 ,但是1分钟内摆动的次数还是 一样的 。
7. 同一个摆 ,在相同时间内摆动的次数 相同 。说明摆具有等时性。
8. 不同的摆 ,在相同时间内摆动的次数 不同 。说明摆具有快慢性。
3.5摆的快慢
1.摆的快慢与 摆锤质量、摆动幅度 无关,与 摆绳长短 有关。
2.同一个摆,摆绳越 长 ,摆动越 慢 ;摆绳越短,摆动越 快 。
3.研究影响摆的摆动快慢的因素时的注意事项
(1)实验时,只改变 一个因素(要研究的因素) ,其他因素保持不变。
(2)在安装摆时,摆绳上端 必须固定住 ,不能在摆动过程中移动。
(3)在摆动开始时,要让摆 小幅度地自由 摆动,要自由释放摆,不能用手推动摆。
(4)如果实验中摆锤碰到铁架台等物体,需要重新做实验。
3.6制作摆钟
1.一分钟正好摆动60次的摆的摆绳长度约为 25厘米 。
2.自制1分钟正好摆动60次的摆:确定摆绳长度时,为了 节省时间 ,我们可以测摆15秒是否摆动了15次,不需测60秒。
3.7计量时间和我们的生活
1.我们每天都要通过 钟表 来掌握时间、安排工作或做出决定。
2.石英钟表的计时原理: 石英晶体 受到电池电力影响时,和音叉一样会产生 有规律的振动 。
3.石英钟表可以 非常精确 地计时,一天之内的误差不会超过 1秒 。
4.当今计时 最精确 的是 原子钟 ,精度可以达到每 3000亿年 才误差 1秒 。
5.计时工具的设计运用了物体运动 周期性变化 的规律。
6.精确计时的重要性
(1) 航天器的发射 过程,需要精确计时,才能保证安全和成功。
(2) 百米赛跑 的时候,需要精确计时,才能知道是否打破了纪录。
(3) 交通信号灯 需要精确计时,才能保障交通安全。
(4) 时刻表 可以保障交通有序运行,提醒我们淮时到达。
7.人们设计不同的计时工具来满足不同的 用途和需求 。