第三單元

計量時間3.7計量時間和我們的生活核心素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)觀念：在總結(jié)和比較人類計時工具的演變中，認(rèn)識到計時工具的設(shè)計運用了物體運動周期性變化的規(guī)律?？茖W(xué)思維：運用總結(jié)、比較、分析等方法，歸納出計時工具的計時原理。探究實踐：能通過表格的方式調(diào)查和比較人類計時工具的演變：能在調(diào)查和交流中，知道不精準(zhǔn)計時會給人類生活造成麻煩。態(tài)度責(zé)任：在調(diào)查中，認(rèn)識到人類設(shè)計不同計時工具來滿足不同的用途和需求，以及科技的進(jìn)步能造福人類。我們每天都要通過鐘表來掌握時間、安排工作或做出決定。在現(xiàn)代生活里，人們對精確計時又做出了哪些努力呢？科學(xué)聚焦1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定，開始在全世界通用?？茖W(xué)聚焦發(fā)展的主動性發(fā)展的差異性說一說：你知道哪些計時工具這些計時工具有什么相同點和不同點呢？科學(xué)聚焦探索一：總結(jié)和比較人類計時工具的演變科學(xué)探索科學(xué)探索計時工具發(fā)展史公元前20000年：史前人以在木棍和骨頭上刻標(biāo)記的方式來計時。公元前8000年：埃及人制訂了每年12個月，每月均為30天的歷法。公元前1500年：埃及人發(fā)明了第一個移動日晷，將一天分為12個周期?？茖W(xué)探索公元前1400年：漏壺(沙漏或滴漏)是第一個擺脫天文現(xiàn)象的計時儀器。公元前100年：雅典出現(xiàn)以一天24小時為基礎(chǔ)的機(jī)械漏刻。公元200年：西方開始引入星期概念。公元400年：中國發(fā)展了機(jī)械漏刻?？茖W(xué)探索公元1088年：中國宋朝的機(jī)械師蘇頌發(fā)明的“水運儀象臺”(水鐘)被認(rèn)為是第一架真正的機(jī)械鐘，它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機(jī)械裝置于一體的綜合性觀測儀器，實際上就是一座小型的天文臺?？茖W(xué)探索公元1100年：日晷在歐洲得到發(fā)展。公元1350年：德國鐘表匠發(fā)明了第一個機(jī)械鬧鐘。公元1400年：第一批機(jī)械鐘開始在歐洲流行，由意大利人喬瓦尼·唐迪于1364年制成，他首次在機(jī)械鐘里引入了輪式鐘擺。公元1510年：德國紐倫堡出現(xiàn)帶發(fā)條的懷表。公元1511年：荷蘭人彼得·亨萊茵制成了第一塊懷表，但它只有時針而沒有分針和秒針。科學(xué)探索公元1656年：有擺的掛鐘(或座鐘)誕生于荷蘭天文學(xué)家、物理學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯的實驗室內(nèi)。它是以伽利略發(fā)現(xiàn)的擺的擺動具有規(guī)則性這個原理為基礎(chǔ)而發(fā)明的。科學(xué)探索公元1800年：計時精確度達(dá)到1/100秒。公元1850年：計時精確度達(dá)到1/1000秒。公元1928年：發(fā)明石英鐘。公元1949年：發(fā)明第一臺原子鐘。公元1950年：計時精確到微秒。公元1965年：計時精確到毫微秒?？茖W(xué)探索公元1969年：由瑞士人創(chuàng)意、日本精工企業(yè)制作的第一塊石英手表誕生，其價格在當(dāng)時相當(dāng)于一部汽車。公元1970年：計時精確到微微秒。公元1990年：計時精確到毫微微秒。公元1998年：建立超冷艷原子鐘，比微微秒又要精確10萬倍。到今天，最精準(zhǔn)的計時工具原子鐘的精確度可以達(dá)到2000萬年才誤差1秒?？茖W(xué)探索計時工具的比較記錄表日晷水鐘擺鐘手表使用材料準(zhǔn)確性計時原理方便程度缺陷晷面、晷針銅壺、浮子鐘擺、齒輪石英、齒輪差一般較好好光影計時滴水的等時性擺的等時性帶電石英晶體的規(guī)律振動不方便不方便較方便很方便陰雨天、晚上無法使用需要人看守、加水?dāng)y帶不方便造價昂貴、技術(shù)要求高科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性紅綠燈倒計時需要精確計時，才能維持交通秩序。這種情況下，需要計時工具精確到什么單位？（秒）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性這種情況下，需要用什么計時工具？（秒表）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性航天器的發(fā)射過程需要精確計時，才能保證安全和成功。01時36分00秒344毫秒

這種情況下，需要計時工具精確到什么單位？（千分之一秒）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性

這種情況下，需要用什么計時工具？01時36分00秒344毫秒（原子鐘）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性百米賽跑需要精確計時，才能知道運動員是否打破了記錄。這種情況下，需要計時工具精確到什么單位？（百分之一秒）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性這種情況下，需要用什么計時工具？（秒表）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性時刻表可以保障交通有序運行，提醒我們準(zhǔn)時到達(dá)。這種情況下，需要計時工具精確到什么單位？（分）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計時的重要性這種情況下，需要用什么計時工具？（石英鐘）科學(xué)探索1.計時工具的設(shè)計運用了物體運動的什么規(guī)律？2.說說我們知道的現(xiàn)代計時工具。3.如果計時工具不精準(zhǔn)，會給我們的生活帶來哪些影響？科學(xué)研討發(fā)展的主動性在沒有導(dǎo)航儀的年代，航行在茫茫大海上的船員，曾利用鐘表來辨識自己所在的位置，讓船成功地從一個地方航行到另一個地方。他們是怎樣做到的呢？科學(xué)拓展課堂總結(jié)課堂總結(jié)一、選擇題。1.下列計時工具中，符合人類計時演變歷史的是(

A

)。A.日晷→水鐘→擺鐘→石英鐘→原子鐘B.水鐘→日晷→擺鐘→石英鐘→原子鐘C.擺鐘→石英鐘→原子鐘→水鐘→日晷A課堂練習(xí)2.生活中，下列不需要我們精確計時的是(

C

)。A.航天器的發(fā)射B.百米賽跑C.外出游玩C課堂練習(xí)3.下列說法正確的是(

C

)。A.精確計時的重要性主要體現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)上，與我們的生活無關(guān)B.石英鐘表利用了石英晶體的振動，是當(dāng)今計時最精確的鐘表C.交通信號燈需要精確計時，才能保障交通安全C課堂練習(xí)二、填空題。1.請將日晷、水鐘、擺鐘和手表按照計時準(zhǔn)確性從高到低的順序排列：

?、

擺

?、

鐘

?、

日晷

。2.石英鐘表可以非常精確地計時，一天以內(nèi)的誤差不會超過

1秒

?。手表擺鐘水鐘日晷1秒課堂練習(xí)三、連線題。將下列鐘表與其計時原理用線連接起來。課堂練習(xí)四、閱讀材料，回答問題。1.在沒有導(dǎo)航儀的年代，航行在茫茫大海上的船員，曾利用鐘表辨別方向，結(jié)合地圖等確定自己所在的位置，讓船成功地從一個地方航行到另一個地方。利用鐘表辨別方向有兩種常用的方法。方法一：“時數(shù)折半對太陽，12指的是北方。”一般在上午9時至下午4時之間可以很快地辨別出方向。把鐘表平放，用時間除以2，在表盤上找出商數(shù)的位置，然后使其指向太陽，表盤上12時所指的方向就是北方。如果是下午時間，就使用24時計時法。例如：上午10時，除以2商5，把5對準(zhǔn)太陽，12時所指的方向就是北方。課堂練習(xí)

方法二：把鐘表平放，時針指向太陽，時針與12時刻度圍成的角的平分線的方向就是南方。如圖中的表盤都已經(jīng)平放在地面上，兩幅圖表示兩個不同的地方，請在表盤上標(biāo)出北方。課堂練習(xí)2.人類計時儀器的發(fā)展史

3500多年前，古埃及人發(fā)明了人類最古老的計時工具——日晷。3400多年前出現(xiàn)的漏壺(沙漏或滴漏)是第一個擺脫天文現(xiàn)象的計時儀器。1088年，我國宋代的蘇頌發(fā)明的水運儀象臺(水鐘)被認(rèn)為是第一座真正的機(jī)械鐘。

1656年，荷蘭天文學(xué)家、物理學(xué)家惠更斯以伽利略發(fā)現(xiàn)的擺的等時性原理為基礎(chǔ)發(fā)明了擺鐘。自此，人類掌握了比較精確的測量時間的方法。課堂練習(xí)

1969年，人們根據(jù)帶電的石英晶體始終在做微小的往返運動(振動)發(fā)明了石英鐘，它的誤差在一天之內(nèi)不會超過1秒。當(dāng)今計時最精確的是原子鐘。原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的“心臟”，直接決定了導(dǎo)航定位的精度。若衛(wèi)星存在十億分之一秒的時間誤差，則會產(chǎn)生0.3米的測距誤差。我國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的三項關(guān)鍵技術(shù)之一——中國科學(xué)院上海天文臺研制的被動型星載氫原子鐘，1000萬年誤差才1秒。課堂練習(xí)(1)世界上第一個擺脫天文現(xiàn)象的