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制作机械摆钟的材料有哪些

发布时间:2024-10-09 12:54:45

『壹』 机械摆钟是利用单摆的等时性制作的几个具体的工作原理是什么

自摆钟的工作原理
摆钟是利用摆锤的周期性振动(摆动)过程来计量时间,时间=摆的振动周期×振动次数。而摆的振动周期
T=2π(l/g)^0.5
一般来说,摆的重量是确定的,调节摆的引用长度(l)即可调整摆的振动周期。摆的引用长度减短,时钟变快;反之则变慢。对精密摆钟,也有用附加重物法来微调摆的振动周期。摆钟放置在不同的地理位置(不同的地球纬度和海拔高度)中,摆锤的重力加速度会发生变化从而影响其振动周期。摆钟放置在不同温度和气压的环境中,也会引起振动周期的变化。温度变化会引起摆的各部分尺寸包括摆的引用长度的变化。一般是温度升高,摆胀长而钟变慢;反之则摆缩短而钟变快。因此,精密摆钟常用不同的线胀系数的材料制成温度补偿管,以补偿温度影响。气压的变化会引起空气阻力和空气密度的变化,从而引起振动周期的变化。因此,精密的摆钟常将摆安装在恒压的壳体中,以消除气压影响。
摆的振动幅度影响到钟的等时性。振幅愈小,振幅变化所造成的日差(见钟表日差)变化愈小,即等时性愈好,因而精密摆钟常采用长摆杆小摆幅。但是,小摆幅对外界来的震动和撞击很敏感,因而对安装环境要求很高。摆钟的走时日差一般可以达到20秒/天以内,精密摆钟达千分之几秒。
摆动的钟摆是靠重力势能和动能相互转化来摆动的,简单的说,如果你把钟摆拉高,由于重力影响它会往下摆,而到达最低位置后它具有一个速度,不可能直接停在那(就好象刹车不能一下子停一样),它会继续冲过最低位置,而摆至最高位置就往回摆是因为重力使它减速直到0,然后向回摆(就象往天上仍东西,它会在上升中减速到0,然后落下)。如此往复,就不停的摆动了。
按照上述,钟摆可以永远摆下去,但由于阻力存在,它会摆动逐渐减小,最后停止.所以要用发条来提供能量使其摆动。

『贰』 用两个塑料瓶做一分钟记时器

一)背景和目标
由于摆具有等时性,长期以来人们用它来制作钟表。但是要使摆钟能精确计时,还必须利用机械技术。
组织学生观察摆钟的内部构造,了解摆钟是怎样利用齿轮操纵器完成计时工作的。通过观察,学生要自己亲手制作一个摆钟。并对自己制作的摆钟进行测量。他们将通过这一过程充分认识到技术在人类社会发展中的作用。
科学概念
.机械摆钟是摆锤与齿轮操纵器联合工作的。
过程与方法
.观察摆钟内部的构造。
.制作一个计时一分钟的简易摆钟。
情感态度价值观
.体验研究计时工具带来的乐趣。
.认识到科学必须与技术结合才能更好地造福人类。
(二)教学准备
1.每个小组一个带齿轮操纵器摆钟。
2.每个小组一张硬纸板,一根木条(或者塑料条),一个摆锤。
3.每个小组一个秒表(或者手表),一把剪刀,一个钩码,一根棉线、一个胶带纸。
(三)教科书说明
内容共3页,分成两部分。
第一部分:观察摆钟齿轮操纵器
在这部分主要是引导学生观察摆钟的内部构造,通过观察摆钟的内部构造让学生理解摆钟是怎么利用摆来计时的。摆钟的几个部件主要是:齿轮操纵器、摆锤、垂体、齿轮。摆钟的整个计时过程是这样的,垂体利用本身受到的向下的重力来转动齿轮,齿轮转动时,摆锤同时摆动,使得齿轮操纵器的倒钩松开,这样齿轮就转动一个齿,从而就带动指针转动一秒钟。
教科书上呈现了齿轮操纵器工作的整个过程。第一幅图,是摆钟开始工作,第二幅图,是钟摆摆动到左边时,长针部分的操纵器倒钩会松开,垂体的拉力会让齿轮往前转动一齿。第三幅图,当钟摆往右摆动时,右边的齿轮又会前进一齿。教科书上呈现完整的工作过程,是要让学生们观察清楚,并理解摆钟的计时原理。
第二部分:制作一个一分钟计时器
学生们在第七课已经会制作一个一分钟摆30次的摆。在这里学生们理解摆钟一分钟60秒,但是摆锤却一分钟只需摆30次的道理。学生在这个活动中要亲手制作一个摆钟,并且对自己的摆钟进行检测。
(四)教学建议
1.观察摆钟齿轮操纵器
教师提供给每个小组一个摆钟内部构造模型,组织学生观察摆钟的内部构造,让学生讨论摆钟是怎么利用摆锤摆动来计时的,让学生自己去发现、理解摆钟的计时原理,要让学生对自己观察与讨论的结果进行描述,说明摆钟是怎样利用摆锤的摆动来计时的。
教师要提示学生观察摆钟内部的几个主要部件:摆锤、垂体、齿轮操纵器、齿轮,并引导学生观察这些部件在摆钟工作时是怎么运动的。要求学生们用语言进行描述。
2.制作一个一分钟计时器
引导学生思考:摆锤只需摆30次,摆钟就是一分钟(60秒)。这是为什么?请学生就这个问题开展交流,使学生进一步理解摆钟的计时原理。在充分讨论后组织学生制作一分钟计时器,要注意留给学生充分的时间。
学生制作过程的顺利与否,关键在于教师提供给他们的材料。给学生准备的纸板硬度要强,不能用瓦楞纸。齿轮不能太大,因为硬纸板不能支撑太重的物体。在制作过程中,齿轮的齿数是学生比较容易忽视的,齿轮的齿数太密或太疏,都会影响计时的准确性。
四、评价建议
评价是在教学中一直进行的,并且被整合人教学过程之中,成为教学不可分割的一个组成部分。在指导学生学习的同时也在评价他们,在教学中既要评价学生的学习成果又要评价学生的学习过程。对本单元比较有效的几种评价策略是:
学习作品分析。学习作品蕴涵了学生写的也囊括了学生所做的,是记录学生朝着单元概念日标发展的实物一包括记录单与学生活动作品。记录单是指学生的记录表格、绘画、绘图;学生活动作品是指学生的科学制作、科学调查报告等。在本单元的学习中,学生们第一次比较深人的用绘图的方法设计方案。第四课“我的水钟”中学生们利用绘图的方式记录,教师要仔细分析学生这些绘图方案,并且在课堂上与学生们分享这些代表了他们思维水平的记录。
这个单元中教科书设计了大量的表格帮助学生观察记录。这些记录表记录学生对摆的研究逐步的深人,教师要及时保存这些记录表,以便对学生整个单元课程的学习进行记录。当学生在回顾先前学习的内容时,记录表格也可以反映出他们的学习。
科学制作,在本单元也多次出现。如第四课学生要设计制作一个水钟,并且检验水钟计时的准确性。在第八课中学生要制作一个计时一分钟的机械摆钟。学生对这些作品的制作,都为教师提供了很好的评价时机。“水钟”的制作是学生观察古代水钟,研究滴漏现象的成果反映。而“机械摆钟”的制作是学生对摆研究成果的综合反映。教师可以通过分析这些科学制作来评价学生对本单元的学习情况,了解学生们科学思维的进展。

『叁』 摆钟的工作原理是

是利用单摆的等时性。

正是这种性质可以用来计时。 而单摆的周期公式是。时间=圆周率的2倍乘以(根号下摆长除以重力加速度) T=2π(l/g)^0.5 通过公式以及其推导可以看出来,单摆运动靠的是重力,和绳子的拉力。

而摆动的周期仅仅取决于绳子的摆长和重力加速度。 地球重力加速度固定,控制摆长可以调整周期来计时。

(3)制作机械摆钟的材料有哪些扩展阅读:

以摆作为振动系统的钟。通常都带有报时功能,所以又称自鸣钟。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。

摆钟可根据用途和要求制成座钟、挂钟、落地钟、子母钟的母钟、天文钟等型式。摆钟的报时方式通常为机械打点报时,也有用电子扩音报时的。近代帝王宫廷中使用的摆钟,常附有一套机械传动机构,以精工制作的人物、山水、飞禽、走兽等活动形象进行报时。

『肆』 怎样制作一个一分钟摆60次的钟摆

1、先准备好秒表、细绳、支架、燕尾夹、软尺、螺帽。

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