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設計製作水鍾裝置

發布時間:2022-05-27 15:30:59

『壹』 製作水鍾的原理是什麼

水鍾在中國又叫做「刻漏」,「漏壺」。根據等時性原理滴水記時有兩種內方法,一容種是利用特殊容器記錄把水漏完的時間(泄水型),另一種是底部不開口的容器,記錄它用多少時間把水裝滿(受水型)。中國的水鍾,最先是泄水型,後來泄水型與受水型同時並用或兩者合一。自公元85年左右,浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行,甚至到處使用。

大約在1000多年以前,希臘人首先製造了較為精巧的水鍾。
它的原理是這樣的:貯水壺上部一側有個小孔,多餘的水可以從這個小孔溢出,這樣就能保持固定的水平面,保持恆定的壓力。水從貯水壺下部的小孔流出,注入受水壺。受水壺內有一浮舟。浮舟上裝有「護鍾神」——箭竿。受水壺中的水達到某一高度時,通過虹吸管使水注入旋轉的平衡輪(它由於自身的重量而轉動),驅使一列齒輪轉動,從而按照晝夜的長短把計時用的鼓狀圓筒帶到新位置。隨受水壺水面高度的變化,「護鍾神」就在圓筒刻線上指出時辰。這些刻線是不等長的,有些還是斜的,以便指示出冬季里一天的時辰。

『貳』 製作一個受水型計時器畫圖實驗記錄有設計課題設計人員需要的材料 設計方法步

摘要 工具材料:

『叄』 怎樣設計製作一個每分鍾滴60滴水的水鍾

用針在一次性紙杯底部開一個小細孔,在杯中裝一定量的水,藉助秒錶測量水全部漏完需要多少時間,然後根據情況相應調整水量 例: 師:在一次性塑料杯里裝入70ml的水,在杯底用針戳一個孔,這時水就會從孔中漏出,這個就是滴漏。

『肆』 古人是怎麼想到用流水來製成計時工具的水鍾的製作必需要解決什麼問問

水鍾在中國又叫做「刻漏」,「漏壺」。根據等時性原理滴水記時有兩種方法,一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時間(泄水型),另一種是底部不開口的容器,記錄它用多少時間把水裝滿(受水型)。中國的水鍾,最先是泄水型,後來泄水型與受水型同時並用或兩者合一。自公元85年左右,浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行,甚至到處使用。
天文學家蘇頌按照宋朝英宗皇帝的詔令進行設計並於公元1090年建成的「水運儀象台」堪稱中古時代中國時鍾的登峰造極之作。他的裝置是一座天文鍾樓,高逾30英尺。頂部有一架體積龐大的球形天文儀器,即渾儀。渾儀為銅制,靠水力驅動,用於觀測星相。鍾樓內放置天球儀,即渾象,其運轉與上面的渾儀同步,故可隨時對兩者進行比較。鍾樓前面是一座木閣,分5層各開一門,無論白天黑夜,每隔一段時間,便有木人出現。木人擊鼓、搖鈴、打鍾、敲打樂器、出示時辰牌。所有木人都由巨大的報時裝置操縱。這架裝置則由巨大的樞輪提供動力,樞輪上有木輻挾持水斗,水從漏壺中滴入水斗,使整個儀器每個時辰前進一個水斗。
蘇頌的大時鍾從1090年起一直運轉到1126年;隨後被金朝拆開,運至北京,在那裡又運轉了幾年。蘇頌的「水運儀象台」是中古時代中國時鍾製造的登峰造極之作;遺憾的是,在後來的100年裡,由於戰爭的原因,這些技術沒有能夠最終保留下來。

『伍』 科學小論文水鍾怎麼寫

比如:五下《我的水鍾》,要求課外學生動手設計製作「水鍾」,家長對孩子的作品進行 成長記錄袋的內容非常寬泛,可以是學習方面的筆記、圖畫、實驗報告、科學小論文等, 例如:在三年級的科學課《金魚》上,我說:「同學們,你們知道觀察到的金魚是怎麼吃
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浙江省2007年小學科學課堂教學評比活動教學設計而古人克服了這些困難,發明了水鍾。 2、如何有機滲透科學史的教育。在本堂課的試教 學科帶頭人等。多次承擔市、區級示範課、研討課活動,論文案例評比獲市區級獎三十餘
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『陸』 製作一個滴水裝置用來記錄時間,該裝置必須符合哪些條件

用水測量時間教材分析:這是時間的測量單元的第三課。從教材編排看,本單元體現了人類測量時間從粗略到精準的過程,本課和下一課《我的水鍾》處在用太陽光影測量時間和用鍾擺計時之間,是人類計時發展史的認識的重要環節。本課和下一課共同構成這一環節,本課認識水鍾計時的原理,下一課利用這個原理創造(設計、製作)一個水鍾。本課教材陳引言外分為兩部分:第一部分「古代的水鍾」有兩個活動:第一個活動觀察認識古代的水鍾,以看圖的方式認識;第二個活動對古人用水鍾計時的原因的推測,(同時有學生的經驗也可能產生這樣的問題「水鍾製作必須解決什麼問題」;)由此引出下一個環節。第二部分「滴漏實驗」有三個活動:第一個活動通過反復滴漏一定量的水認識「在一定條件下滴漏一定量的水用的時間是相同的」;第二個活動推測並驗證用同樣的裝置(和第一個活動一樣)滴漏一定量的水(10ml、50ml)需要的時間,進一步認識第一個活動獲得的認知;第三個活動推測推測、觀察滴漏完全部300ml的水需要的時間。由第三個活動學生可以發現滴漏萬的時間和我們的推測時間案有差異,並且,學生也會發現滴漏中的一些現象:水位高,滴得快;水位低,滴得慢。由此,可以使學生產生新的問題:怎樣控制滴漏的速度一樣?這是教科書中54頁「水鍾製作必須解決什麼問題」的答案,既可以作為遺留問題是學生思考、解答,以促使學生解決問題能力的發展;也可以讓學生再次仔細觀察古代水鍾研究古人解決的辦法,以產生對古人智慧的崇敬之情,我們做後一種處理,因為學生有強烈的了解古人解決方法的願望。教材中56頁最後兩段是基於第三個活動能夠的一個拓展,目的在於進一步認識「在一定條件下滴漏一定量的水用的時間是相同的」,由於提供的材料不會產生水流的現象,所以可作為課外學生的一個興趣探究,在課堂予以忽略。學生情況預計通過「太陽鍾」的認識,學生已發現光影之所以能用來計時,是因為他們的運動時有規律的,學生已有初步的「有規律的運動的事物可以用來計時」的意識。並且,學生可能也會產生夜間計時方法的思考。學生在日常生活的經驗中對水流和滴水有一定的認識,可能會有部分學生知道水位高低會影響水流的速度或滴水的速度;滴漏孔大速度快,孔小速度慢。五年級的學生具有一定的科學探究能力,如仔細觀察的能力,根據現象作出一定解釋或推測的能力,試驗的能力等,學生也具備測量水量的基本技能;這些將有助於學生認識用水計時的原理。教學目標科學概念:在一定的裝置里,水能保持以穩定的速度往下流,人類根據這一特點製作水鍾用來計時。過程與方法:記錄100毫升水緩慢流完需要多少時間;根據記錄推測流10毫升、50毫升、300毫升分別需要多少時間;情感、態度、價值觀:認識到實驗觀察的重要性;激發研究用水計時的探究興趣。教學准備每個小組一個鐵架台、能裝300ml水的塑料瓶子(瓶蓋打孔:學生打孔可能存在孔過大的現象;統一打孔也可保持孔大小一致)、一個量筒、裝300毫升水的燒杯、秒錶,毛巾一塊。鐵架台用於固定塑料瓶子,以消除手持瓶子不穩定對水滴漏的影響;燒杯用來盛裝實驗後的水,用後可再次倒入塑料瓶子,以減少實驗用水量。不提供記錄單,記錄在書上相應位置,方便學生研究。教學中應例外提示學生的事項1、 固定瓶子的方法2、 實驗後的水,用後可再次倒入塑料瓶子,以減少實驗用水量。3、 秒錶的使用方法教學重點:通過滴漏實驗認識水鍾計時的原理教學難點:水位高低不同對滴漏速度的影響引起的學生的困惑教學過程設計思路這節課是典型的學生產生問題,然後經由實驗觀察現象解決問題的過程。先由學生觀察圖片-古代的水鍾,產生水鍾用什麼原理計時這一問題,然後由學生觀察滴漏現象,認識水鍾滴漏計時的原理。重點放在滴漏實驗觀察上。在滴漏實驗觀察中,可能會出現滴漏速度不一的情況,要求學生注意裝置的一致性。學生在座300ml的實驗中,會有疑問產生,這也是一個難點,通過學生討論來突破這一難點。教學流程教師和學生活動意圖關注引入教師:我們知道了利用太陽光和影子有規律的變化來計時,但是夜晚沒有陽光的時候人們也利用了各種各樣的方法來計時,比如用燃香、沙漏等辦法,人們也利用水來計時。古人是怎樣用水計時的呢?由教師的介紹引發對水計時的認知興趣學生的課外經驗和知識對意圖的干擾看圖認識古代的水鍾教師:我們看看書上54頁的三個水鍾,想想這些水鍾是怎樣計時的。學生觀察並在小組內討論。初步認識古代的水鍾,對水鍾的計時原理有一個初步的想法學生是否認真觀察和思考及學生的經驗討論:水鍾計時的原理學生簡單交流自己的初步想法,也可提出自己產生的新的疑問。引出下一環節不可讓討論展開,適當控制。滴漏100ml水所需時間的觀察A、教師:我們用實驗來研究一下水鍾是根據什麼規律來計時的。B、介紹實驗方法和注意事項:1、介紹材料並介紹材料用途,詳細介紹鐵架台固定瓶子的方法和秒錶的使用方法2、實驗多做幾次,每次都要求記錄在書上55頁上方圖的左方,方法為:1: 2: 3: 。。。。。。3、一次實驗後的水,再次倒入塑料瓶子,可保證各次實驗一致,並且可以減少實驗用水量C、學生實驗、記錄D、小組分析實驗結果,初步得出規律E、全班交流得到的規律認識水鍾的計時原理:在一定的裝置里,水能保持以穩定的速度往下流,學生多次實驗中裝置的設置是否一致學生實驗中計時的准確性預測及驗證滴漏10ml、50ml水所需時間的觀察A、教師:我們知道了在一定的裝置里,100ml的水流完的時間是一樣的,那麼我們能不能推測用我們剛才實驗的裝置流完10ml、50ml所用的時間呢?B、學生推測C、教師:我們用實驗驗證一下我們的推測。介紹注意事項:1、實驗裝置和剛才測100ml流完的裝置完全一樣2、記錄在教材55頁中間空白處,方法為:10ml: , 50ml: , 逗號前計預測,逗號後記試驗結果。D、學生實驗並記錄E、全班交流:和我們的推測一致嗎?這說明什麼?進一步認識水鍾的計時原理:在一定的裝置里,水能保持以穩定的速度往下流,學生實驗中裝置的設置是否和滴漏100ml一致;學生實驗中計時的准確性預測及驗證滴漏300ml水所需時間的觀察A、教師:我們來推測一下漏完300ml水所需要的時間,並用剛才的方法驗證一下,這次要求特別注意滴漏的過程。葉和剛才記錄的方法記錄在50ml的後方。B、學生實驗、觀察C、學生交流並嘗試解釋這種現象。E、教師根據學生的解釋作講解,可能會有學生說到孔的大小一個影響滴漏速度,此時應加以說明。F、教師:這該怎麼解決呢?古人有是怎樣解決的呢?建議大家在仔細看看古人的水鍾。G、、簡單交流學生的看法,也可根據學生情況作簡單介紹。了解水位對水鍾計時的影響及古人的解決之法學生的生活經驗和已有知識由困惑產生的解決問題的慾望學生產生的困惑的解決小結教師:我們認識了水鍾計時的原理,這種方法計時不僅可以計夜間的時間,而且,也比用太陽鍾計時要准確,這是人類計時上的一個巨大進步,它比太陽鍾的出現晚了一百多年。你們想不想自己做一個水鍾呢?下次科學課我們就做一個水鍾,大家可以設計一下自己的水鍾。激起製作水鍾的願望學生是否有製作水鍾的願望

『柒』 製造泄水型水鍾的原理是什麼我要用作業幫幫助我學習這個問題謝謝

水鍾工作原理
要講「泄水型」、受水型 具有自動報時裝置的水鍾被認為是韓國科學史上的一大成就。其工作原理是利用水量來測量時間。
水鍾有大、中、小三個容器。把水注入最上面的、也是最大的容器中,水就會自動往下流。當最下面的、最小的容器中的水位不斷升高並達到一定高度時,容器中的木條觸動方木,方木中的小金屬球就一路向下滾動,觸動與銅鑼、鼓和鍾相連的大球。因而,每20分鍾銅鑼響一次,每100分鍾鼓響一次,而每兩小時也就是一個時辰,鍾就響一次。在鍾響的同時,水鍾窗口也會顯現出代表十二個時辰的標志形象。
古代的計時器「水鍾」( 在中國叫作「刻漏」,也叫「漏壺」 )。據古代鍥形文字記載和從埃及古墓出土的實物可以看到,巴比倫和埃及在公元前1500年以前便已有很長的水鍾使用歷史了。約在公元前三世紀中葉,亞歷山大里亞城的斯提西比烏斯(Ctesibius)首先在受水壺中使用了浮子(phellossive tympanum)。按迪爾斯(Diels)本世紀初復原的樣品,注入的水是由圓錐形的浮子節制的。而這種節制方式即已含有負反饋的思想 (盡管當時並不明確)。[1]中國有著燦爛的古代文明。中 國古代的科學家們對水鍾十分得重視,並進行了長期的研究。據<<周禮>>記載,約在公元前 500年,中國的軍隊中即已用漏壺作為計時的裝置。約在公元120年,著名的科學家張衡 (78-139,東漢)又提出了用補償壺解決隨水頭降低計時不準確問題的巧妙方法。在他的「漏水轉渾天儀」中,不僅有浮子,漏箭,還有虹吸管和至少一個補償壺。最有名的中國水鍾「銅壺滴漏」由銅匠杜子盛和洗運行建造於公元1316年(元代延佑三年),並一直連續使用到1900年。現保存在廣州市博物館中,但仍能使用。[2][3]北宋時期,蘇頌等於1086年-1090年在開封建成「水運儀象台」。儀象台上的渾儀附有窺管,能夠相當准確地跟蹤天體的運行,「使它自動地保持在窺管的視場中」。這種儀象台的動力裝置中就利用了「從定水位漏壺中流出的水,並由擒縱器(天關、天鎖)加以控制」。蘇頌把時鍾機械和觀測用渾儀結合起來,這比西方羅伯特.胡克早六個世紀。

『捌』 古代雅典的水時計時器

馬里奧特瓶水鍾,瓶的上 端留有兩個孔,其一為注水孔,平時用橡膠 塞蓋緊,另一為通氣孔,插入中空的玻璃管, 且玻璃管A 處壓強恆等於大氣壓;下端B 處 為出水口,則 AB 間的壓強差恆定。當瓶內 水位高於A 處時,因為 AB 兩點高度差(即 為公式1 中的H)固定,所以流速恆定。 馬里奧特瓶水鍾的定標曲線如圖6,此 時從馬里奧特瓶流出的水的累積質量與時 間呈線性關系,斜率即單位時間的流量,單 位 g/s。線性回歸系數為 0.99998,線性良 好。說明馬里奧特瓶的單位時間出水流量是 均勻的,且比「多級漏壺」的更為均勻。 圖6 馬里奧特瓶定標 3 輸出轉化 最後選擇馬里奧特瓶和燒杯組合做成 水鍾,其時間的輸出轉化有兩種方式,即滴 水計數法與質量法。 3.1 滴水計數法水鍾 圖7 滴水計數法水鍾裝置圖 將馬里奧特瓶與多級漏壺組合,圖7 為 滴水計時法水鍾裝置,將輸出的水流調節為 勻速的很小的一滴一滴,使其滴落在銅絲 上,當有水滴滴經銅絲時,電路聯通,當水 滴繼續向下滴落,電路斷開。因此每當水滴 滴落就會有一個電脈沖信號,將此脈沖信號 輸入到單片機中,則可得到如圖8 所示的定 標曲線,水滴序數與累計時間呈線性關系, 線性回歸系數近似為1,線性良好,斜率表 示每滴水之間的時間間隔,即水流是勻速 的。通過單片機程序,我們可以對水滴進行 計數,水鍾輸出的時間即為水滴數×時間間 隔。 利用2.5L 馬里奧特瓶和燒杯製作的水鍾 計時時長為15 分鍾,累計誤差6 秒。 圖8 滴水計數法水鍾定標曲線 3.2 質量法水鍾 圖9 質量法水鍾裝置圖 裝置如圖9,將馬里奧特瓶作為勻速水 流輸出裝置,輸出的水用電子天平即時稱 重,電子天平連接單片機將質量數據輸入到 單片機內。根據圖6中馬里奧特瓶定標曲線, 可知此裝置的單位時間出水流量(g/s),則 水鍾輸出的時間為即時質量÷單位時間出 水流量。 利用 2.5L 馬里奧特瓶加燒杯通過此方 法製作的水鍾計時時長為 10 分鍾,全程累 計誤差2 至3 秒。 4 溫度修正 由於流速隨著溫度變化而變化,所以我 們需要對勻速水流裝置進行溫度修正。 首先需要對勻速水量裝置進行保溫改 進,包裹上保溫棉。因為計時過程較短,所 以我們可以近似的認為水鍾運行過程中水 溫恆定。 其次,在圖 10 的裝置中,將熱敏電阻 置於待測液體中,隨著液體溫度的升高,熱 敏電阻阻值減小,電壓不變的情況下,恆定 電阻兩端電壓升高,將恆定電阻兩端電壓信 號輸入單片機,溫度的大小就可以轉變為電 子信號。 圖10 溫度修正裝置圖 改變液體的溫度,可測得單位時間出水 流量隨溫度變化的規律,結果見圖11。 圖11 單位時間流量隨溫度變化規律 圖12 質量法程序流程圖 那麼,以質量法為例,程序流程圖如圖 12,程序開始時,首先通過溫度感測器獲得 一個溫度信號,在單片機中,利用溫度-單 位時間水流量函數,我們可以知道對應該溫 度的單位時間內出水流量是多少。從電子天 平即時傳送過來的質量÷此溫度下對應的 單位時間出水流量,即為水鍾輸出的時間。 隨著流出水不斷的勻速增多,水鍾就如此循 環地運行著,時間勻速遞增。

『玖』 在設計製作水鍾時,你碰到了什麼問 題,你是怎麼解決的

1.我做的時候發現,每次滴水的地方都不一樣,所以我就在水鍾上標了刻度,如果是底下有凹凸,就在凹凸上標0刻度。而且還要在放水的地方標上0刻度,否則會不精確。
2.水鍾是滴水的,而不是漏的,如果漏了,就換一個瓶蓋,並在新的瓶蓋上打一個小孔。(用綉花針放在火上烤一下,並輕輕地在瓶蓋上打一個小孔就好了)

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