小学科学 · 六年级 · 第四单元 第 1 课

《时间在流逝》—— 古人怎么计时

虚拟实验:燃香 · 日晷 · 蜡烛 · 一分钟体感

🎯 知道时间匀速流逝 🎯 了解古人计时工具的缺陷 🎯 学会用实验数据说话

1燃香计时:一炷香真的能准点吗?

一炷细香长 20 厘米,平均分成 10 格(每格 2 厘米)。点燃顶端,记录香烧到每一格刻度时用了多长时间。

香自上而下燃烧 · 每格 2 厘米 · 观察火焰与灰烬
已用时间
0.0秒
已燃长度
0.0厘米
剩余长度
20.0厘米
正在燃烧
第 — 格
实验记录表
刻度 本格用时 累计用时 每厘米用时 快慢对比
点击「点燃香」开始实验,数据会自动填入表格
📌 观察任务 1)把每一格的用时记下来,比一比:第 1 格和第 10 格用的时间一样吗? 2)打开「有风」再烧一炷,看看数据发生了什么变化。

2日晷模拟:看影子读出时刻

晷针立在一块刻好时刻的圆盘上。太阳从东向西移动,晷针的影子方向和影子长度不断变化——古人就是靠影子来读时间的。

时刻 12:00
视图一 · 面向南方看天空
太阳东(左)升西(右)落,越接近正午位置越高
视图二 · 从上方看晷面
影子像指针一样转动,指向哪个刻度就是哪个时辰
现在时刻
12:00
太阳高度角
50°
影子长度
0.84×针高
影子指向
正北
🔍 发现了什么? 拖动时刻滑块:早晨和傍晚影子很长,正午影子最短;影子的方向由西 → 西北 → 北 → 东北 → 东顺时针转动。
🧭 关于十二时辰 古人把一天分成 12 个时辰,一个时辰 = 现在的 2 小时。子时(23–1 点)在正北方向,午时(11–13 点)在正南方向。你在晷面上会发现刻度间距并不完全均匀——因为太阳在天空中转动的方向变化并不是匀速的。

3蜡烛计时对比:加个防风罩会怎样?

两支一样的蜡烛钟,A 裸露、B 加了防风罩,同时点燃。蜡烛身上每格代表 1 分钟。看看有风时,谁读出来的时间更准。

左:A 无防风罩 右:B 有防风罩 (实验为 60 倍速:1 秒 ≈ 1 分钟)
A · 无防风罩
0分钟(蜡烛读出的时间)
误差:0.0 分钟
B · 有防风罩
0分钟(蜡烛读出的时间)
误差:0.0 分钟
真实流逝的时间(钟表时间)
0分钟 · 已燃 0 秒

4一分钟有多长?闭着眼感受一下

古人没有钟表,只能凭感觉估计时间。我们来做两个小游戏,体会一下「感觉」和「真实」差多少。

60
准备好了就点「开始」
💡 一分钟大概能做这些事 脉搏跳动约 70–80 次 · 跳绳约 100 下 · 默数「1、2、3…」约 60 下 · 写字约 25–30 个 · 安静坐着呼吸约 15 次
🤔 想一想 同样是一分钟:做你喜欢的事时是不是觉得特别快?排队等待时是不是觉得特别慢?——但钟表上的一分钟始终是一样长的。时间本身匀速流逝,变快变慢的只是我们的感觉。

5结论与小结

把四个实验的发现合在一起,看看我们学到了什么。

🏁 本课结论

时间是均匀、匀速流逝的,它不受我们的情绪和活动的影响——开心时觉得快、无聊时觉得慢,那只是我们的主观感觉,钟表上的一分钟永远是一样长的。

在没有钟表的年代,古人只能借助自然界有规律的变化来计量时间:用太阳的影子(日晷、圭表),用燃烧(一炷香、一支蜡烛),用流动的水和沙子(水钟、沙漏)。 但古人利用日影、燃烧等计时,各有缺陷——这些方法都不是真正匀速的,而且很容易被外界干扰:日晷阴天和夜晚就"瞎了";香和蜡烛怕风、粗细不匀、材质不同;水钟受水压影响越滴越慢,冬天还会结冰。 正因为这样,人类才不断改进:从日晷到水钟,再到摆钟、机械钟、石英钟,最后到今天的原子钟——越往后,时间量得越准。

📊 古人的计时工具大比拼

工具靠什么计时优点缺点
🌞 日晷太阳影子的方向和长度不用燃料,白天直观,能读出时刻阴天、下雨、夜晚全部失效;影子边界模糊,精度低
🔥 一炷香香燃烧的长度便宜、方便,夜里也能用燃烧速度不均匀、怕风、受潮,粗细与香料都会影响
🕯️ 蜡烛钟蜡烛烧掉的长度能照明又能计时怕风、蜡质不匀会流蜡,烧完就得换
💧 水钟(漏刻)水滴漏的多少不受天气影响,夜里可用水位下降水压变小,越滴越慢;冬天会结冰
⏳ 沙漏沙子流完的时间小巧便携,海上也能用只能计一段固定时长,不能读出时刻
🕰️ 摆钟摆的等时性(每次摆动一样久)第一次做到了较稳定的匀速受温度、位置影响,还需定期校准

✅ 当堂小测

🌟 课后挑战
  • 回家用一根香和手机秒表,测一测香烧到一半需要多久,验证今天实验的结论。
  • 选一个晴天,在院子里立一根筷子,每隔一小时画出影子,看看和你今天做的日晷模拟是不是一样。
  • 想一想:为什么现代运动会计时要精确到 0.001 秒?这对运动员公平吗?