1、钟表的历史 #
日晷(缺点:没有太阳的时候无法使用–晚上,阴天)
沙漏
摆钟
石英晶体钟(石英晶体具有一个有趣的特性,就是在一侧导入正电流,同时在另一侧导入负电流后,负电流一侧会收缩并弯曲成U字形。如果定时交替在石英晶体两侧导入正、负电流,石英晶体就会产生振荡。石英晶体就是根据这种振荡计时的。
压电石英晶片。其工作原理是压电效应
将石英振荡器所产生的振荡频率取出来,使它带动时钟指示时间这就是石英钟。最好的石英钟,每天的计时能准到十万分之一秒,也就是经过差不多270年才差1秒。)
原子钟(精度可以达到每2000万年才误差1秒
原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。)
2、互动思考:说出自家钟表的样子名称,简单说说工作原理 #
3、奇怪的时钟模型搭建和介绍 #
带领小朋友制作奇怪的时钟,引导小朋友说出使用哪些积木颗粒,模拟了时钟的哪些部分结构,实现了哪些功能,这个时钟奇怪在何处。
4、理论知识 #
知识点1:齿轮加减速
主动轴
从动轴
加速装置、减速装置
转速比
知识点2:角速度和线速度
角速度:圆周运动钟在单位时间内转过的弧度,即齿轮每秒转动的角度。
线速度:圆周运动钟在单位时间内转过的曲线长度。
转速:圆周运动中单位时间内转过的圈数。
齿轮啮合情况下,线速度相同
同轴齿轮,角速度相同
5、模拟面试 #
问题1:说出奇怪的时钟时针和分针转速比,
时针转动1周分针转5周,家里的时钟时针分针转速比为1:12
问题2:分析奇怪时钟模型,时针分针为何转速不同?写出传动过程模型中,由把手提供动力,带动同轴的灰齿轮(小)转动,灰齿轮(小)分别带动同轴的灰齿轮(中)和啮合的灰齿轮(大)。
1)灰齿轮(小)带动同轴的灰齿轮(中),同轴转速不变灰齿轮(中)通过啮合带动上方的灰齿轮(中)连同针
一起转动(分针的灰齿轮不固定在轴上),两个大小相同齿轮啮合,转速不变,所以:
分针的转动速度=把手的转动速度=灰齿轮(小)的转速。
2)灰齿轮(小)啮合灰齿轮(大)转动,小齿轮带动大齿轮是减速装置,小齿轮与大齿轮的齿数比为1:5,所以大齿轮转动速度为小齿轮的五分之一;大齿轮带动同轴的时针一起转动,同轴转速不变,所以:
时针的转动速度=灰齿轮(大)的转速=灰齿轮(小)转速的五分之。
因此分针转动速度是时针转动速度的五倍。
问题3:模型中把手处运用的是哪种简单机械
轮轴。轮轴由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,叫做轮轴,外环叫轮,内环叫轴,轮轴两个环是同心
圆。轮轴的实质:能够连续旋转的杠杆。
当动力作用在轮上,则轮轴为省力杠杆,轮和轴的半径相差越大则越省力,但越费距离。动力作用在轴上则轮轴为费力杠杆,轮和轴的半径相差越大则越费力,但越省距离。