教科版 (2017)五年级上册计量时间综合与测试同步测试题

2021年秋新教科版科学五年级上册知识点整理

第三单元  计量时间

3.1.时间在流逝

1.在没有任何计时工具的情况下，我们可以根据一些自然现象，比如太阳东升西落去判断时间。

2.在远古时代，人类用天上的太阳来计时，日出而作，日落而息，昼夜交替，太阳自然而然成了人类最早使用的时间单位。

3.圭表

圭表，是古代科学家发明的度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。圭表和日晷一样，也是利用日影进行测量的古代天文仪器。所谓高表测影法，通俗的说，就是垂直于地面立一根杆，通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。垂直于地面的直杆叫“表”，水平放置于地面上刻有刻度以测量影长的标尺叫“圭”。

4.日晷

日晷，本义是指太阳的影子。现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，又称“日规”。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻，通常由晷针（表）和晷面（带刻度的表座）组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。

5.实验一：观察研究“一炷香”的时间

实验材料：一根香、插香的盘子、打火机、秒表等等。

实验要求以及方法：

①取一支香分别在香的1/4、1/2、3/4处做标记。

②点燃这根香并记录香燃烧到每个标记的时间。

③填写燃香时间记录表。

实验现象：

一根香平均分成了4部分，每一部分燃烧所花的时间基本相同。

实验结论：

一炷香燃烧的时间为半个小时。通常情况下，一炷香燃烧的时间都是均匀的，因此在古时候没有钟表的时代里，大多数时候人们都可以用香燃烧的时间长短来大概计量时间。

除了可以用香燃烧的时间来记录时间，我们还可以用蜡烛燃烧的时间来记录时间。

6.研讨

问题1：古人曾用过哪些方法计时？这些方法为什么能够帮助古人计时？

方法一，利用太阳计时，日出而作，日落而息。因为太阳每天东升西落，时间变化是有规律的。

方法二，利用太阳投射在地上的影子制作成日晷来计时。因为太阳投射在地上的影子也是有规律可循的，因此人们可以利用这一规律制作成可以计量时间的日晷。

方法三，利用燃烧香来计时。因为燃烧相同长短、粗细的香所需的时间基本是相同的，因此可以用它来计量时间。

问题2：蜡烛可以用来计时吗？

可以，因为蜡烛和香一样，燃烧相同长短、粗细、等量的蜡烛所需的时间基本是相同的，因此可以大致的计量时间。

3.2.用水计量时间

1.古人除了使用日昝、燃香和蜡烛来计量时间之外，还曾经利用水来计时。

2.实验一：测量水流速度的变化

实验材料：铁架台、烧杯、量桶、塑料瓶（去掉底部，在瓶盖上扎一个小孔）、铁圈（用来固定塑料瓶）、计时器、自来水等等。

实验方法：

①按照图中所示，安装好实验装置。

②用刚才的瓶子装200毫升的水，同样让水从瓶盖的小孔中流出，并用量杯接住从瓶中流出的水。

③用计时器测量量杯里的水集聚到50毫升时用了多长时间？记录在实验记录表上。

④利用同样的方法测一测积聚到100毫升、150毫升的水分别需要多长时间。

实验现象：

杯子中的水每增加50毫升，需要的时间基本是相同的。也就是说杯子中集聚50毫升的水，所需的时间都是基本相同的。

实验结论：

这说明水的流动速度是均匀的，不存在忽快忽慢的现象。

3.古代水钟

4.水钟的工作原理：等时性原理。

5.等时性原理：找一个空酒瓶子，灌满水以后，倒立过来，让水流出去。反复做几次，水流完的时间总是一定的；第一次用几秒钟，第二次还是几秒钟。这就是等时性原理。

6.研讨

问题1：水流的速度是均匀的吗？怎样才能让水以均匀的速度往下流？

水流的速度是均匀的。

水的流速快慢主要受水钟水压大小的影响，也就是水的多少。以固定的速度往下流就要做到保证水压的平稳，可以给水钟进水中加一个分水槽，让多余的水流到分水槽内，并保持一致呈加水状态。也可以给水钟加一个调节水速的开关，例如我们在医院输液时的那种开关。另外，水钟滴孔要小，水量要相等。

问题2：古代的水钟用水滴有什么好处？人们是怎样控制水以均匀的速度往下滴的？

水流具有等时性原理。找一个空酒瓶子，灌满水以后，倒立过来，让水流出去。反复做几次，水流完的时间总是一定的；第一次用几秒钟，第二次还是几秒钟。因为水的流动和香的燃烧都是一种运动，时间和运动有密切的关系，只有通过运动才能表现出流逝的时间。因此，量度时间离不开运动。

人们为了让水以均匀的速度往下滴，水钟的设计非常巧妙：贮水壶上部一侧有个小孔，多余的水可以从这个小孔溢出，这样就能保持固定的水平面，保持恒定的压力。水从贮水壶下部的小孔流出，注入受水壶，这个孔非常小，可以使水以均匀的速度往下滴。

3.3.我们的水钟

1.人们曾经用一个底部钻有小孔的碗放在水中，让碗慢慢下沉来计量时间。

2.古人曾经利用水来计时，为此，他们发明了水钟。

3.要想制作一个计时10分钟的水钟，我们要考虑到哪些问题呢？

①在制作前，需要有一个设计方案。

②制作水钟需要哪些材料？

③怎样控制水钟漏水的速度？

④如何划分10分钟的时间刻度？

4.在制作水钟的过程中设计方案是至关重要的，因此我们拿到任务不要急着动手制作，而是同小组的同学坐下来认真讨论，先拿出设计方案。

5.制作水钟的过程：设计方案——制作——测试——评估与改进

在水钟制作的过程中，使用剪刀、钻小孔等行为一定要注意安全。

6.回顾一下我们制作水钟的过程，想一想我们的水钟计时准确吗？制作简单吗？

水钟虽然能够计时，但是因为受到各种因素的影响，计时很难十分精确。

7.除了水可以制作计时工具之外，我们还可以利用沙子来制作计时工具。

8.沙子能够用来制作计时工具的原因和原理：沙子能够用来制作计时工具，是因为它里面的沙子具有流动性，它像水一样能够匀速流动，并且流下一定量的沙子所需的时间是基本相同的。

3.4.机械摆钟

1.摆钟的出现大大提高了钟表的精确度。

2.钟摆每分钟摆动的次数是一样的，都是60次。

3.钟摆摆动时是匀速摆动，不会忽快忽慢。

4.钟摆具有等时性特点。

5.古代人们为了计量时间发明出了日昝、水钟、沙漏等简易的时钟，这些简易的时钟可以让我们知道大概的时间。但是利用这些仪器计时的时候，时间总是不是太精确。人们总是希望有更精确的钟表出现。

6.关于机械摆钟的发明历史：

1582～1583年，意大利物理学家和天文学家伽利略发现了摆的等时性。

1657年，荷兰物理学家和天文学家克里斯蒂安.惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟。后经不断改进，沿用至今。

7.实验一：自制一个摆，观察摆运动的特点

实验材料：一根细绳、一个小重物、铁架台等等。

实验方法及活动要求：

①拿一根细绳，上端固定在铁架台上，下端挂一个小重物，做成一个简单的摆。

②让我们的摆自由摆动，幅度不要太大，测量并记录他一分钟摆动的次数。

③重复多次活动，测量并记录我们的摆一分钟摆动的次数。

实验现象：

自制摆一分钟摆动次数是一样的。

实验结论：

单摆具有等时性特点。

8.同样的摆每分钟摆动的次数是一样的，不同的摆每分钟摆动的次数是不一样的。

摆在运动的过程中，由于受到空气阻力、重力等等因素的影响，摆动的幅度越来越小，最后会停止下来。

9.研讨

大家自己动手制作了一个摆，并且观察了摆的运动，测量了一分钟钟摆摆动的次数。根据大家的统计结果，说一说你有什么发现？

我发现小组使用同样的摆，摆动的快慢是一样的，每分钟测得的次数是一致的。

不同小组由于摆不一样，摆动的快慢是不一样的，所以测得的次数是不一样的。

除了次数上的不一样，我们还观察到摆的运动有什么特点？

摆具有等时性特点。

摆在摆动的过程中方向保持一致，不会发生变化。

摆在运动的过程中，摆动的幅度会越来越小。

3.5.摆的快慢

1.不同的摆在一定时间内摆动的次数各不相同。

2.摆的快慢与摆的长短有关，而与摆锤的质量没有关系。

3.思考讨论影响摆的快慢的因素，作出预测：

预测1：摆动快慢可能与摆锤的质量有关。

预测2：摆动快慢可能与摆绳的长短有关。

预测3：摆动快慢可能与摆幅的大小有关。

4.实验一：探究摆的快慢与摆锤质量的关系

实验要求：探究摆的快慢与摆锤质量的关系。

实验材料：铁架台、摆锤质量不等的摆、计时器等等产。

实验方法：

①把细绳固定在挂钩上，下端挂一个摆锤，让摆小幅度的自由改动，观察摆30秒摆动的次数。

②保持摆绳长度不变，依次增加摆锤的质量，测量不同质量的摆30秒摆动的次数。

实验注意点：

本次实验中，会改变的条件：摆锤的质量分别是原来的质量两倍质量、三倍质量。

不会改变的条件：摆长度不变、30秒时间不变、摆动幅度不变。

实验现象：

不管摆锤的质量是多少，30秒时间内摆支动次数是一样的。

实验结论：

通过本次实验，我发现摆的快慢与摆锤质量没有关系。

5.实验二：探究摆的快慢与摆绳长短的关系

实验要求：探究摆的快慢与摆锤长短的关系。

实验材料：铁架台、摆绳长短不同的摆、计时器、实验记录表等等产。

实验方法：

①利用最长摆绳的摆，测量30秒摆动的次数，测量三次。

②利用中等长度摆绳的摆，测量30秒摆动的次数，测量三次。

③利用最短摆绳的摆，测量30秒摆动的次数，测量三次。

实验注意点：

本次实验中，不会改变的条件：摆锤的质量、摆幅的大小。

会改变的条件：摆绳的长短。

实验现象：

摆绳长，摆动得慢，摆绳短，摆动得快。

实验结论：

摆的快慢与摆绳的长短有关。摆绳越长，摆的越慢；摆绳越短，摆的越快。

6.研讨

问题1：摆的快慢与什么因素有关？我们是怎么知道的？

摆的快慢与摆绳长短有关。

这一结论是我们通过实验得知的。

问题2：摆的快慢与摆绳长短有什么关系？

摆绳越长，摆的越慢；摆绳越短，摆的越快。

3.6.制作钟摆

1.不管是哪一个机械摆钟，里面的钟摆每分钟摆动的次数都为60次。

2.摆的快慢与摆绳的长度有关，摆绳越长，摆的越慢；摆绳越短，摆的越快。

3.本节课制作钟摆的任务：

机械摆钟里的钟摆每分钟摆动60次，让我们制作一个一分钟正好摆动60次的摆。

怎样才能制作出一个一分钟正好摆动60次的摆呢？首先我们小组成员要共同讨论交流，设计出一个方案，并且不停的修改和优化我们的设计方案。

设计方案成功之后，就可以根据我们的设计方案选择所需的材料来制作钟摆了。

4.制作钟摆的材料：铁架台、细绳、回形针、螺母、秒表等。

5.制作钟摆的步骤：

①设计方案，②制作钟摆，③测试钟摆

初步制作出我们的钟摆之后，我们还要对我们制作的钟摆进行反复测试，不断调整和记录，使制作完成的钟摆正好一分钟摆动60次。

6.测试自制钟摆的方法：

问题1：我们怎样测试和调整我们的钟摆呢？如果摆动过快，我们该怎样调整？如果摆动过慢，我们又该怎样调整？

如果摆动过快，我们可以调整摆线的长度，将摆线长度加长。

如果摆动过慢，我们可以将摆线长度缩短。

问题2：我们是不是每次测试都需要测试一分钟摆动的次数？怎样才能节约测试的时间呢？

不需要，为了节约时间，我们可以测试摆在10秒钟里是否摆了10次，不需要每次都测试一分钟。

7.研讨

一分钟摆动60次的钟摆，他的摆绳长短有什么特点呢？

一分钟摆动60次的钟摆，摆绳大概在25厘米左右。不过由于测量误差，实验材料缺陷等等各方面的原因，我们在测量摆长时，摆长在24-26厘米之间都是正常的。

3.7.计量时间和我们的生活

1.人类的计时工具经过了漫长的演变，从最初的日出而作，日落而息，到后来的日昝、水钟、燃香、蜡烛，再到后来的机械钟，到现在我们使用的电子表、原子钟等计时工具。

2.我们每天都要通过钟表来掌握时间、安排工作和作出决定。

3.总结和比较人类计时工具的演变。

计时工具的比较

4.不管是哪一种计时工具都有自己的特点，既有自己的优点，也有自己的缺点。不过随着科技的发展，人们制作出来的计时工具越来越方便，越来越准确。

5.日常生活中，我们在什么情况下，需要精确计时呢？

航天器的发射过程需要精确计时，才能保证安全和成功。

百米赛跑的时候需要精确计时，才能知道是否打破了记录。

时刻表可以保障交通有序运行，提醒我们准时到达。

生活中用微波炉加热食物，需要精确计时时间，过长或者过短都不利于食物的加热。

公交车、汽车、火车、飞机等交通工具，需要精确计时才能保证交通的有序运行。

电视台的节目需要精确计时，不然电视节目容易产生混乱。

GPS定位系统需要精确计时，如果产生时间上的误差，就会反映到空间上产生更大的差距。

6.日常生活中更为精准的计时工具有：石英钟、原子钟、电子表、手机、电脑等。

7.当今世界，计时最精确的是原子钟，精度可以达到每2000万年才误差1秒。

8.研讨

问题1：计时工具的设计运用了物体运动的什么规律？

计时工具的设计运用了物体运动的周期性变化规律。

问题2：说说我们知道的现代计时工具。

现代计时工具主要有石英钟表、电子表、手机、手环、原子钟等。

问题3：如果计时工具不准确，会给我们的生活带来哪些影响？

如果计时工具不准确，可能会影响我们日常生活的有序性，影响我们的交通的有序运行，让我们的生活变得非常混乱；可能会影响科学科技的发展。

9.在没有导航仪的年代，航行在茫茫大海上的船员，曾利用钟表来辨识自己所在的位置，让船成功的从一个地方航行到另一个地方，他们是怎样做到的呢？

既然天体间的周期性运动可以计时,那反过来,计量时间可以推测出天体间的运动规律等。

原理：地方时0点为正北。太阳在天上转一周手表时针转2周,手表时间除以2,正是太阳所在方位。

操作：手表平放,以当地地方时的一半指向太阳,12点所在方位为北方。

示例：以下午14点为例,14÷2=7,7点位置对准太阳,此时12点位置的指向即是北方。