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实验1:制作简易雨量器

天气现象、观测与气象灾害 · 四年级
讲清楚它是什么

定义 利用透明直筒容器收集雨水,通过读取刻度测量单位时间内降水量的简易装置。

从哪来 本节为四年级科学第一讲,图谱未记录前置知识点,故基于学生已有的“观察自然现象”生活经验及“使用直尺测量长度”的数学技能直接引入。

为什么 降水量是指从天空降落到地面的液态或固态水,未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。因为水在重力作用下会自然流向低处并积聚,若容器底部水平且侧壁垂直,积聚的水深即代表降水深度。使用直筒容器是因为其横截面积恒定,根据体积公式 $V=Sh$(体积=底面积×高),当底面积 $S$ 不变时,水的体积 $V$ 与水深 $h$ 成正比,因此可以直接通过测量水深(高度)来量化降水量,无需计算体积。

情境模拟法
1. 导入:播放暴雨视频,问“怎么知道雨下得有多大?”引出雨量器。 2. 制作:提供透明塑料杯、刻度尺、胶带。指导学生在杯外壁贴上刻度尺,0刻度线对齐杯底内部。 3. 原理:强调“直筒”的重要性,对比锥形杯,说明只有直筒杯刻度才均匀,读数才准确。 4. 适用学生:喜欢动手操作、视觉型学习者,对抽象公式不敏感但擅长具象理解的学生。
逻辑推导法
1. 提问:为什么雨量器必须是直筒的?如果是圆锥形(上宽下窄)行吗? 2. 推导:假设下了10毫升雨,在直筒杯里高度是2cm;在圆锥杯里,因为上面宽,高度可能只有1cm。这样刻度就不均匀了,无法直接读数。 3. 结论:为了“读数=降水量”,必须保证容器上下粗细一致(直筒),这样高度变化才与水量变化成线性关系。 4. 适用学生:逻辑思维能力较强、喜欢探究“为什么”、数学基础较好的学生。
生活类比法
1. 类比:把雨量器比作“量杯”。平时我们用烧杯量牛奶,看的是液面高度对应的刻度。 2. 迁移:雨量器就是一个巨大的、放在室外的量杯。雨滴落进去,就像往量杯里倒水。 3. 关键点:强调“水平放置”和“视线平视”,就像平时用量杯读数一样,视线要与液面凹面最低处保持水平。 4. 适用学生:生活经验丰富、对科学术语陌生但熟悉日常工具的学生,尤其是低年级或抽象思维稍弱的学生。
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练一道
基础题
小明制作了一个简易雨量器,杯底水平。下雨后,他读取液面高度为 25 mm。请问这场雨的降水量是多少?如果杯子是上宽下窄的锥形杯,读数还是 25 mm,实际降水量会偏大还是偏小?
变式
小红制作的雨量器刻度尺贴在了杯子的外侧,但 0 刻度线没有对齐杯底,而是对齐了杯底上方 2 cm 处。下雨后,液面到达刻度尺的 30 mm 处。请问实际降水量是多少?
试试手自己判
检测题
小明用两个相同的直筒塑料杯制作雨量器。A 杯的刻度尺 0 线对齐杯底;B 杯的刻度尺 0 线对齐杯底上方 1 cm 处。同一场雨后,A 杯读数为 40 mm,B 杯读数为 30 mm。请问哪一杯的读数更接近真实降水量?为什么?
看答案和判分标准
答案:A 杯。
判对标准:
1. 指出 A 杯读数正确(1 分)。
2. 解释原因:A 杯 0 线对齐杯底,读数即为水深;B 杯 0 线偏高,导致读数比实际水深小 10 mm(1 cm),故 B 杯读数偏小(2 分)。
3. 若学生回答“B 杯”或“无法判断”,则判错。
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