瓶底打了一个小孔,水一滴一滴往下漏。左边刻度尺实时显示瓶内水位(单位:cm),下面是量杯,接住流出来的水。
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每流出 50 mL 记一次时间,比一比:哪种模式"后 50 mL 明显更慢"?
目标:接到 150 mL 自动停止。
| 流出水量 | 单层瓶 | 持续补水 | 本段计时 |
|---|
古人为了"让最后一级的水位保持恒定",把水壶叠成了四层。点一点每一层,看看它负责什么。
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点击任意一层(或画面中的壶)查看它的作用。
平水壶的溢流口是整个水钟的核心:上面供水再多,水面一高过溢流口,多余的水就自动流走,壶里水位始终不变。 于是下一级「滴漏壶」的进水水位恒定 → 滴速恒定 → 受水壶里的浮箭才能匀速上升,刻度才是均匀的。 这和刚才"持续补水"模式是同一个道理 —— 都是用"有水多余"换"水位恒定"。
医院里的输液器,用的也是同一套原理:先稳压,再恒液面,最后匀速滴落。
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拖动调节器改变快慢 —— 注意:调好之后,滴速就一直保持不变。
| 水钟(漏壶) | 输液器 | 共同的作用 |
|---|---|---|
| 平水壶的溢流口 | 输液瓶的通气管 | 让压力(水位)保持稳定 |
| 滴漏壶里恒定的水位 | 滴壶里恒定的液面 | 决定滴速的那一段高度不变 |
| 匀速滴下的水滴 | 匀速滴落的药液 | 单位时间滴数相同 |
| 受水壶浮箭上升的刻度 | 输液瓶上剩下的容量 | 把"匀速"换算成可读的量 |
| 读出时间 | 控制药量与时间 | 匀速 → 才能算得准 |
水位不断下降 → 底部压强变小 → 流速越来越小。所以第一个 50 mL 最快,最后一个 50 mL 最慢,不能当钟表用。
上方储水瓶不断补水,多余的水溢出,水位始终不变 → 每段 50 mL 用时几乎相等。这就是水钟能计时的秘密。
供水壶供水 → 平水壶用溢流口"稳压" → 滴漏壶匀速滴下 → 受水壶浮箭上升读出时刻。四层分工,只为守住"水位恒定"。
下面会自动填入你在第 1 步做过的实验记录。
水越深,底部受到的水压越大,水被"推"出去的力量就越足。水位下降后,底部压强变小,推水的力量变弱,单位时间流出的水就少了。所以水位是"动力"的来源。
不能。孔大了会让每一刻流得更快,但只要水位还在下降,流速仍然会跟着变慢,"越漏越慢"的毛病并没有解决。真正要解决的是水位,不是孔径 —— 这正是"持续补水"和"平水壶"在做的事。
供水壶见底后,平水壶就不再有多余的水可溢出,水位开始下降 → 滴速变慢 → 水钟越走越慢,最后停住。所以古代要专人按时添水,和水钟必须放在稳固、不受晃动的地方。