第三單元

計(jì)量時(shí)間3.7計(jì)量時(shí)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(jì)時(shí)工具的演變中，認(rèn)識(shí)到計(jì)時(shí)工具的設(shè)計(jì)運(yùn)用了物體運(yùn)動(dòng)周期性變化的規(guī)律?？茖W(xué)思維：運(yùn)用總結(jié)、比較、分析等方法，歸納出計(jì)時(shí)工具的計(jì)時(shí)原理。探究實(shí)踐：能通過(guò)表格的方式調(diào)查和比較人類計(jì)時(shí)工具的演變：能在調(diào)查和交流中，知道不精準(zhǔn)計(jì)時(shí)會(huì)給人類生活造成麻煩。態(tài)度責(zé)任：在調(diào)查中，認(rèn)識(shí)到人類設(shè)計(jì)不同計(jì)時(shí)工具來(lái)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(guò)鐘表來(lái)掌握時(shí)間、安排工作或做出決定。在現(xiàn)代生活里，人們對(duì)精確計(jì)時(shí)又做出了哪些努力呢？科學(xué)聚焦1858年，在英國(guó)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(hào)燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1968年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定，開始在全世界通用。科學(xué)聚焦發(fā)展的主動(dòng)性發(fā)展的差異性說(shuō)一說(shuō)：你知道哪些計(jì)時(shí)工具這些計(jì)時(shí)工具有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢？科學(xué)聚焦探索一：總結(jié)和比較人類計(jì)時(shí)工具的演變科學(xué)探索科學(xué)探索計(jì)時(shí)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(lái)計(jì)時(shí)。公元前8000年：埃及人制訂了每年12個(gè)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(gè)移動(dòng)日晷，將一天分為12個(gè)周期?？茖W(xué)探索公元前1400年：漏壺(沙漏或滴漏)是第一個(gè)擺脫天文現(xiàn)象的計(jì)時(shí)儀器。公元前100年：雅典出現(xiàn)以一天24小時(shí)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(guó)發(fā)展了機(jī)械漏刻?？茖W(xué)探索公元1088年：中國(guó)宋朝的機(jī)械師蘇頌發(fā)明的“水運(yùn)儀象臺(tái)”(水鐘)被認(rèn)為是第一架真正的機(jī)械鐘，它是集觀測(cè)天象的渾儀、演示天象的渾象、計(jì)量時(shí)間的漏刻和報(bào)告時(shí)刻的機(jī)械裝置于一體的綜合性觀測(cè)儀器，實(shí)際上就是一座小型的天文臺(tái)。科學(xué)探索公元1100年：日晷在歐洲得到發(fā)展。公元1350年：德國(guó)鐘表匠發(fā)明了第一個(gè)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(guó)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(shí)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)。它是以伽利略發(fā)現(xiàn)的擺的擺動(dòng)具有規(guī)則性這個(gè)原理為基礎(chǔ)而發(fā)明的?？茖W(xué)探索公元1800年：計(jì)時(shí)精確度達(dá)到1/100秒。公元1850年：計(jì)時(shí)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(tái)原子鐘。公元1950年：計(jì)時(shí)精確到微秒。公元1965年：計(jì)時(shí)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(jià)格在當(dāng)時(shí)相當(dāng)于一部汽車。公元1970年：計(jì)時(shí)精確到微微秒。公元1990年：計(jì)時(shí)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(wàn)倍。到今天，最精準(zhǔn)的計(jì)時(shí)工具原子鐘的精確度可以達(dá)到2000萬(wàn)年才誤差1秒?？茖W(xué)探索計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(jì)時(shí)滴水的等時(shí)性擺的等時(shí)性帶電石英晶體的規(guī)律振動(dòng)不方便不方便較方便很方便陰雨天、晚上無(wú)法使用需要人看守、加水?dāng)y帶不方便造價(jià)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(jì)時(shí)的重要性紅綠燈倒計(jì)時(shí)需要精確計(jì)時(shí)，才能維持交通秩序。這種情況下，需要計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)的重要性這種情況下，需要用什么計(jì)時(shí)工具？（秒表）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計(jì)時(shí)的重要性航天器的發(fā)射過(guò)程需要精確計(jì)時(shí)，才能保證安全和成功。01時(shí)36分00秒344毫秒

這種情況下，需要計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)的重要性

這種情況下，需要用什么計(jì)時(shí)工具？01時(shí)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(jì)時(shí)的重要性百米賽跑需要精確計(jì)時(shí)，才能知道運(yùn)動(dòng)員是否打破了記錄。這種情況下，需要計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)的重要性這種情況下，需要用什么計(jì)時(shí)工具？（秒表）科學(xué)探索探索二：調(diào)查和了解精確計(jì)時(shí)的重要性時(shí)刻表可以保障交通有序運(yùn)行，提醒我們準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。這種情況下，需要計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)的重要性這種情況下，需要用什么計(jì)時(shí)工具？（石英鐘）科學(xué)探索1.計(jì)時(shí)工具的設(shè)計(jì)運(yùn)用了物體運(yùn)動(dòng)的什么規(guī)律？2.說(shuō)說(shuō)我們知道的現(xiàn)代計(jì)時(shí)工具。3.如果計(jì)時(shí)工具不精準(zhǔn)，會(huì)給我們的生活帶來(lái)哪些影響？科學(xué)研討發(fā)展的主動(dòng)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(lái)辨識(shí)自己所在的位置，讓船成功地從一個(gè)地方航行到另一個(gè)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(jì)時(shí)工具中，符合人類計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(shuō)法正確的是(

C

)。A.精確計(jì)時(shí)的重要性主要體現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)上，與我們的生活無(wú)關(guān)B.石英鐘表利用了石英晶體的振動(dòng)，是當(dāng)今計(jì)時(shí)最精確的鐘表C.交通信號(hào)燈需要精確計(jì)時(shí)，才能保障交通安全C課堂練習(xí)二、填空題。1.請(qǐng)將日晷、水鐘、擺鐘和手表按照計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)，一天以內(nèi)的誤差不會(huì)超過(guò)

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(jì)時(shí)原理用線連接起來(lái)。課堂練習(xí)四、閱讀材料，回答問(wèn)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(gè)地方航行到另一個(gè)地方。利用鐘表辨別方向有兩種常用的方法。方法一：“時(shí)數(shù)折半對(duì)太陽(yáng)，12指的是北方?！币话阍谏衔?時(shí)至下午4時(shí)之間可以很快地辨別出方向。把鐘表平放，用時(shí)間除以2，在表盤上找出商數(shù)的位置，然后使其指向太陽(yáng)，表盤上12時(shí)所指的方向就是北方。如果是下午時(shí)間，就使用24時(shí)計(jì)時(shí)法。例如：上午10時(shí)，除以2商5，把5對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，12時(shí)所指的方向就是北方。課堂練習(xí)

方法二：把鐘表平放，時(shí)針指向太陽(yáng)，時(shí)針與12時(shí)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(gè)不同的地方，請(qǐng)?jiān)诒肀P上標(biāo)出北方。課堂練習(xí)2.人類計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)工具——日晷。3400多年前出現(xiàn)的漏壺(沙漏或滴漏)是第一個(gè)擺脫天文現(xiàn)象的計(jì)時(shí)儀器。1088年，我國(guó)宋代的蘇頌發(fā)明的水運(yùn)儀象臺(tái)(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(shí)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(cè)量時(shí)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(yùn)動(dòng)(振動(dòng))發(fā)明了石英鐘，它的誤差在一天之內(nèi)不會(huì)超過(guò)1秒。當(dāng)今計(jì)時(shí)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(shí)間誤差，則會(huì)產(chǎn)生0.3米的測(cè)距誤差。我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一——中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研制的被動(dòng)型星載氫原子鐘，1000萬(wàn)年誤差才1秒。課堂練習(xí)(1)世界上第一個(gè)擺脫天文現(xiàn)象的