科学知识：太阳钟、日晷、火钟、圭表

小学科学教科版五年级下册高效课堂资料《太阳钟》资料圭表圭表是古代汉族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，早在公元前7世纪，中国就开始使用了。

据说，日晷还是在它的基础上发展起来的。

圭表是测定正午的日影长度以定节令，定回归年或阳历年。

在很长一段历史时期内，中国所测定的回归年数值的准确度斗居世界第一。

通过进一步研究计算，古代汉族学者还掌握了二十四节气的圭表日影长度。

这样，圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的阳历年以及二十四个二节令的日期，作为指导汉族劳动人民农事活动的重要依据。

1.基本介绍圭表直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫做表；正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。

当太阳照着表的时候，圭上出现了表的影子，根据影子和方向和长度，就能读出时间。

圭表的主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度，此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气。

2.圭表历史很早以前，人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子，这些影子的变化有一定的规律。

于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子测量表影的长度和方向，则可知道时辰。

后来，发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制成的尺子平铺在地面上，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸向正北方向，这把用石板制成的尺子叫“圭”。

正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。

经过长期观测，汉族人民不仅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年内夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦阳斜射，表影则最长。

于是，汉族劳动人民就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。

譬如，连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，就是一年的时间长度，难怪古代汉族人民早就知道一年等于365天多的数值。

远古时的人们，日出而作，日没而息，从太阳每天有规律地东升西落，直观地感觉到了太阳与时间的关系，开始以太阳在天空中的位置来确定时间。

五年级科学上册《第三单元—计量时间》重要知识点第一课《时间在流逝》1.在远古时候人们用天上的（太阳）来计时，昼夜交替形成的（天）成了最早的时间单位。

2.（圭表）是古代科学家发明的度量（日影长度）长度变化的一种天文仪器。

3.阳光下物体影子的（长度）、（方向）会慢慢地发生变化。

第二课《用水计量时间》1.自制水钟的水滴的速度是先（快）后（慢）。

2.滴漏的滴水速度与（漏水孔）的大小，（滴漏中的水位）的高低有关。

3.我们可以利用同样会流动的（沙）来制作计时工具，如（沙漏）。

4.古代有一种刻漏，主要由几个铜水壹组成，又叫（漏壶）。

第三课《我们的水钟》1.滴水计时水钟有两种类型：一种是（受水型）水钟；另一种是（泄水型）水钟。

2.自制水钟中水流的速度先快后慢。

3.水钟一般是泄水型和受水型相结合进行计时。

第四课《机械摆钟》1.摆具有保持（摆动方向）不变的特点。

2.同一个单摆在相同的时间里摆动的次数是（相同）的。

3.根据单摆的（等时性），人们制成了（摆钟），使时间的计量误差更小。

第五课《摆的快慢》1.摆的摆动快慢与（摆绳）长短有关。

与（摆锤）的重量，摆动的（幅度）大小无关。

2.同一个摆，（摆绳）越长，摆动越慢，（摆绳）越短，摆动越（快）。

3.荷兰科学家惠更斯制造了第一座带摆的时钟。

4.伽利略是第一位发现摆的等时性的科学家。

第六课《制作钟摆》1.摆的摆动快慢只与（摆绳长短）有关。

改变其长短可以改变摆动的次数。

2.同一个摆在相同时间内摆动的（次数）相同，称之为摆的（等时性）。

3.摆钟就是利用摆的（等时性）来进行制作的，比较精准。

第七课《计量时间和我们的生活》1.我国古代把一天分为（12）时辰，就是现在的（24个）小时。

2.我国古代利用日影方向变化来计时的工具叫做（日晷）。

3.我们现在使用的挂钟一般都是（石英钟），计时比较精准。

4.计时工具在我们的生活中用处非常大，比如跑步时就会用到（秒表）计时。

第1课时间在流逝1.在远古时代，人类用太阳来计时。

人类最早使用的时间单位——天。

2.用日影来计时（1）圭表是度量日影长度的一种天文仪器。

根据圭表上的日影长度（每天最短时），确定节气的日期和一年的长度。

（2）日晷又称“日规”，是利用日影测量时间的一种计时仪器。

根据晷面上晷针的日影角度，确定时刻。

3.观察研究“一炷香”的时间（1）取一支香，分别在四分之一、二分之一、四分之三处做标记。

（2）燃香并记录香燃烧到每个标记的时间。

（3）注意要在无风的环境下进行实验。

（4）燃香时间记录表燃香的长度四分之一二分之一四分之三一整支测量的时间我的发现同一根香，燃烧相同长度所用的时间相等4.蜡烛也可以用来计时。

第2课用水计量时间1.观察水流的速度（1）发现：水流速度不均匀。

水流速度随着水位的降低而变慢。

（2）同一容器，水位高度和孔径不变时，流出相同水量所需的时间相同。

2.测量水流速度的变化结论：塑料瓶中水减少，水流的速度变慢，流出一样多的水所用时间增加。

4.古代水钟：让水滴以均匀的速度滴入圆筒，使得浮标上升，从而显示流逝的时间。

5.用水滴的好处是流速较慢，计时更准确，而且不用频繁地进行加水等操作。

第3课我们的水钟1.制作我们的水钟的流程（1）剪开塑料瓶;（2）用工字钉给瓶盖打孔。

（3）另取一个塑料瓶，重复（1）（2）两步。

（4）将三个瓶重叠组装。

（5）倒水计时，在最下面的容器上标上刻度。

3.控制水流的速度，使水钟计时更加准确。

4.制作水钟可能遇到的问题可能遇到的问题产生原因解决方案时间刻度过于密集水流太慢使水位变高使小孔变大接水容器太粗换用细高的容器不能测量到10分钟水流太快使水位变低使小孔变小接水容器太小换用更大更高的容器时间刻度不均匀水位不固定改进装置，使水位固定第4课机械摆钟第5课摆的快慢第6课制作钟摆。

第三单元计量时间3.1.时间在流逝1.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.古人利用天体的运行规律计时。

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，自然而然成了人类最早使用的时间单位——天（一个完整的昼夜）。

3.圭表是古代科学家发明的度量日影长度的一种天文仪器。

根据圭表上的日影长度（每天最短），人们就可以确定节气的日期和一年的长度。

4.日晷是我国古代利用日影测量时间的一种计时仪器，根据晷面上晷针的日影角度，人们就可以确定时间。

5.在一定的条件下，燃香变短的速度基本上是均匀的，可用来计量时间。

6.燃烧粗细、质地均匀的蜡烛可以用来计时。

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.水流的特点：初始水位高度和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致。

保持水位高度不变，水流的速度不变。

利用水流的特点可用于计时。

水具有等时性原理。

3.水钟的工作原理：水的等时性原理。

4.古代水钟：让水滴以均匀的速度滴入圆筒，使得浮标随水量的增加而逐渐上升，从而显示流逝的时间，水钟在中国又叫做“刻漏”或“漏壶”。

5.用水滴的好处是流速慢，计时更加准确，而且不用频繁加水。

6.水钟的分类：根据等时性原理滴水记时有两种方法，一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间（泄水型），另一种是底部不开口的容器，记录它用多少时间把水装满（受水型）。

中国的水钟，最先是泄水型，后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。

古代水钟示意图3.3.我们的水钟1.水钟工作原理：水钟通过一定的装置，能够保持水在一定的时间内以稳定的速度往下流，从而能用来计时，但是水钟虽然能够计时，但是因为受到各种因素的影响，计时很难十分精确。

2.我们可以通过控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。

3.人们曾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。

4.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。

五年级科学上册主要概念第一单元光第1课时有关光的思考1.通常我们把那些能自己发光并且正在发光的物体称为光源。

如：太阳、萤火虫、点亮的灯。

不是光源有月亮、水中的太阳、镜子。

2.物体上的光进人我们的眼睛，我们才能看见这个物体。

3.太阳、激光笔等光源发出的光非常强烈，我们不可以直视、戴墨镜看，可以透过熏黑的玻璃看。

4.光是具有能量的，我们可以利用光做很多事情，如光伏发电、太阳能热水器加热等。

太阳能是当今社会的清洁能源。

5.夜晚，可见光很微弱，但人眼看不见的红外线很丰富，将红外线转换成电子信号的仪器可以帮助我们拓展视野，如红外照相机、夜视仪等。

第2课时光是怎样传播的1.在同一种物质中，光是沿直线传播的。

2.声音在空气中的传播速度大约是每秒340米。

光的传播速度很快，达到每秒30万千米。

3.太阳离地球的距离约为1.5 亿千米，从太阳发出的光到达地球约需要8分钟;月球离地球的距离约为384400千米，月球反射的太阳光到达地球约需要1.3秒。

4.光的直线传播用处很广，如射击瞄准、激光准直等。

第3课时光的传播会遇到阻碍吗1.光能穿过透明物体，如玻璃、矿泉水水瓶;光能部分穿过半透明物体，如纸巾、薄纱;光不能穿过不透明物体。

影子就是光不能穿过不透明物体而形成的较暗区域。

2.烟雾是由很小的不透明固体颗粒组成的，能阻碍一部分光传播，另一部分光继续传播。

阻碍光传播的颗粒被照亮，就能看到激光笔的光束了。

3.日食是当月球运行到太阳和地球之间，太阳照射到地球上的光部分或者全部被月球遮挡住，地球上处在月球影子内的地区就能观测到日食。

4.因为太阳、地球、月球的大小关系，日食分为日环食、日全食、日偏食，月食只有月全食、月偏食。

5.太阳光很强烈，观测日食时不能直视太阳。

第4课时光的传播方向会发生改变吗1.光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向会发生改变，从而使光在不同介质的交界处发生偏折，这种现象叫作光的折射。

2.光从空气垂直射人水中，光的传播路线不发生改变。

新教科版五年级上册《科学》全册知识点归纳、考点整理第三单元计量时间一、知识点归纳1、在远古时代，人类用天上的太阳来计时。

日出而作日落而息，昼夜交替自然而然成了人类最早使用的时间单位。

2、“圭表”是通过观察记录他正午时影子的长短变化，来确定季节的变化。

3、古代的水中有“受水型”水钟和“泄水型”水钟两种，都是根据水量的变化制成的，受水型是根据水量的增加，刻度一般在下面的容器上；泄水型是根据水量的减少，刻度一般在上面的容器上。

4、在滴漏实验中，如果水是以水流的状态往下流，随着水流的减少，速度变慢。

容器中水越少，则水流下的速度就越慢。

5、制作一个计时准确的水钟需经历：思考方案-制定计划-实施方案-检验成果-寻找原因-改进实验的过程。

6、日晷、水钟、燃油钟、沙漏等一些简单的时钟，可以让我们知道，大概的时间，摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。

7、摆的摆动快慢与摆绳的长短有关。

在其他条件一样的情况下，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。

8、日晷利用的计时原理是影子的方位变换；水钟应用的计时原理是水滴的等时性；摆钟利用的计时原理是摆动的等时性；石英钟表利用的计时原理是石英晶体受到电池影响后，会和音叉一样产生有规律的振动，每个振动都严格保持相同时间。

9、世界上最准确的钟表是原子钟。

10、钟表以时、分、秒计量时间，它们是我们常用的计时单位。

钟面上的秒针每转动一格，表示时间流逝了1秒，秒钟每转动一圈，表示时间流逝了1分钟。

11、用燃香来计时,应将其放在无风的环境中。

12、太阳由东向西移动时,投向晷面的晷针的影子也会慢慢地由西向东移动。

13、古代的人们利用流水来计时,通常水钟有泄水型水钟和受水型水钟两类。

14、做滴漏实验时,随着水位的下降,压力变小,水会滴得越来越慢。

15、在“观察水流的速度”实验中,使水流变快的方法有使水位变高、使小孔变大。

17、利用能流动的沙制作的计时工具叫沙漏。

18、在制作水钟时,我发现一开始水漏下来的速度快,后来水漏下来的速度慢。

2021年新教科版科学五年级上册第三单元知识点整理本文介绍了计量时间的方法和工具，包括利用太阳、日晷、燃烧香和蜡烛等方式来计量时间。

其中，太阳作为最早的时间单位，被广泛应用于古代。

日晷和圭表则是古代科学家发明的一种天文仪器，利用日影进行测量。

燃烧香和蜡烛是利用燃烧时间来计量时间的方法，因为相同长短、粗细的香和蜡烛所需的时间基本相同。

通过这些方法和工具，人们可以大致地计量时间。

古代人除了用日晷、燃香和蜡烛来计量时间，还利用水来计时。

为了探究水流速度的变化，我们进行了实验。

实验材料包括铁架台、烧杯、量桶、塑料瓶、铁圈、计时器和自来水等。

我们通过实验发现，杯子中的水每增加50毫升，需要的时间基本相同，说明水的流动速度是均匀的，不存在忽快忽慢的现象。

古代人也发明了水钟，其工作原理是等时性原理。

等时性原理指的是，无论倒立的酒瓶中的水量多少，水流完的时间总是一定的。

为了让XXX以均匀的速度往下滴，古代人设计了贮水壶上部一侧的小孔，让多余的水从小孔流出，保持固定的水平面和恒定的压力，从而使水以均匀的速度往下滴。

我们也可以通过给水钟加一个分水槽或调节水速的开关来保证水的流速均匀。

最后，我们可以尝试用一个底部钻有小孔的碗放在水中来计量时间。

制作计时工具的过程中需要考虑以下问题：设计方案、所需材料、控制漏水速度以及如何划分时间刻度。

在开始制作之前，应该与小组成员一起认真讨论设计方案。

制作过程中需要注意安全，避免使用剪刀和钻孔等危险工具。

除了水钟，沙子也可以用来制作计时工具。

沙子具有流动性，可以像水一样匀速流动，并且流下一定量的沙子所需的时间是基本相同的。

摆钟的出现提高了钟表的精确度。

钟摆具有等时性特点，每分钟摆动次数相同且匀速摆动。

古代人们发明了日昝、水钟、沙漏等简易时钟，但是精度不高。

1657年，XXX.XXX利用摆的等时性原理发明了摆钟，后经不断改进，至今仍在使用。

在实验中，我们可以自制一个摆来观察摆运动的特点。

古代计时工具知识
古代计时工具主要包括日晷、水钟、沙漏、蜡烛钟等。

这些工具在不同的文明中都被用于测量时间，虽然精度相对较低，但在古代已经是先进的时间测量手段。

1.日晷：日晷是一种通过太阳光影的移动来测量时间的工具。

它由一个直立的棍子（称为"指南针"）和一个指示时间的刻度板组成。

太阳照射在指南针上，通过影子的位置来判断时间。

2.水钟：水钟利用水的流动来测量时间。

通过设定水的流速和容器的刻度，人们可以大致估算过了多少时间。

古代的一些水钟使用漏斗形状的容器，水从中流出，通过标尺上的刻度来测量时间。

3.沙漏：沙漏是一种利用砂粒流动的方式来测量时间的工具。

两个连接的玻璃或金属容器中，上面的砂粒逐渐流向下面的容器。

通过设定容器的大小和砂粒的流速，可以估算出经过的时间。

4.蜡烛钟：蜡烛钟是一种利用燃烧蜡烛的时间来测量的工具。

通常是把蜡烛划分成不同的段，每段燃烧完表示过去了一定的时间。

这在古代的一些寺庙或教堂中用来进行宗教仪式和祈祷。

这些古代计时工具在当时是非常重要的，尽管不如现代的钟表那样精确，但它们为人们提供了一种衡量时间的方式，帮助人们组织生活和工作。

有关日晷和圭表的介绍一、日晷1、简介日晷仪也称日晷，是观测日影记时的仪器，主要是根据日影的位置，以指定当时的时辰或刻数，是我国古代较为普遍使用的计时仪器。

但在史籍中却少有记载，现在史料中最早的记载是“汉书·律历志·制汉历”一节：太史令司马迁建议共议“乃定东西，主晷仪，下刻漏”，而“汉书·艺文志”中列有晷书34卷，但仅存书名，而无内容。

2、概述日晷本义是指日影，是使用太阳的位置来测量时间的一种设备，主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面(即晷面) 和晷面上的刻度线组成。

最常见的设计，也就是最普通的，就是所谓的庭园日晷，让日影投射在一个标有时刻的平面上，当太阳移动时，影子所指示的时间也将跟着变动。

其实，日晷可以设计在任何物体的表面上，让固定的指针产生阴影来测量时间。

因此，日晷有许多种不同的形式：如地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。

3、常见分类（1）水平式日晷水平式日晷（The Horizontal SundialE）是最常用的日晷，采用水平式的刻度盘，日晷轴的倾斜度，依使用地的纬度设定，刻度需要利用三角函数计算才能确定。

适合低纬度的使用。

（2）赤道式日晷赤道式日晷（The ERquatorial Sundial）是依照使用地的纬度，将轴（指时针）朝向北极固定，观察轴投影在垂直于轴的圆盘上的刻度来判断时间的装置。

盘上的刻度是等分的，夏季和冬季轴投影在圆盘上的影子会分在圆盘的北面和南面，适合中低纬度的使用。

若将圆盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。

（3）极地晷极地晷（TheRE polar Dial）供指时针投影的平面与指时针平行，即与地平面的夹角与地理纬度相同，并朝向正北。

时间的刻画可以用简单的几何图来处理，投影的时间线是平行的线条。

适合各种不同的纬度使用。

（4）南向垂直日晷南向垂直日晷（Vertical Direct South Dial）刻度盘面朝向正南且垂直地面的日晷。

1、太阳钟一、教学目标科学概念：1、阳光下物体影子的方向，长短会慢慢地发生变化。

2、“日晷”和“圭表”是根据日影长队制成的计时器。

过程与方法：1、观察太阳光影在一定时间内长短与方向的变化。

2、制作简易的圭表或者日晷进行计时。

3、讨论太阳光影视怎么被用来记录一天的时间。

情感态度价值观：1、对古人研究时间的成果产生敬佩之情。

2、感受人类对时间测量的探索过程。

3、体验研究的乐趣。

二、教学活动设计与前一段紧张、忙碌的观测活动相比，本课内容显得格外轻松、有趣，而前面探究中获得的发现，也将使孩子们对太阳钟计时原理的认识水到渠成，因此，在这节课的教学活动中，教师应放手让学生去多看、多做、多思、多议，给学生一个自主探究的空间。

一、看太阳辨认时间。

1、前几天我们观察过一天中太阳在天空的变化，观察了阳光下物体影子的变化。

那么一天中太阳是怎样移动的？我们能否利用太阳在天空的位置来判定当时的时间。

2、让学生描述几个时刻太阳在天空的位置。

3、出示几幅图片让学生判断这是几点钟的太阳。

评析：通过从学生身边最熟悉的太阳入手引入时间的概念，可以是学生感到这是很简单的遗体探究活动，是学生并不感到畏惧，同时也揭示了事物之间的联系。

4、告诉学生当时的时间，说说太阳在什么位置？二、介绍古代计时。

1、最早的时间单位————天2、古埃及：一天为24小时，白天12个小时，夜晚12个小时，时长在变化。

3、中国：一天分12个时辰，子丑寅卯辰巳午末申酉戍亥三、介绍我国古代发明的日晷，让孩子们感受到中国古代灿烂的科技文明。

1、介绍日晷：我国早在春秋战国时期就有了日晷这种古老的计时工具。

在唐朝以前，日晷是平放的，唐朝的科学家僧一行对日晷作了改进，使日晷成为斜面对着太阳，这样测量的范围更加大一些。

2、像孩子介绍手掌日晷。

孩子们会对手掌日晷发生浓厚的兴趣，教师应向他们详细介绍使用方法，并带他们去户外计时。

3、当学生对太阳钟产生浓厚兴趣时，指导学生设计、制作太阳钟。