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课程基本信息
课例编号 18 学科 科学 年级 五 学期 第一学期
课题 机械摆钟
教科书 书名：科学出版社：教育科学出版社
学生信息
姓名 学校 班级 学号
学习目标
知道同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质，人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。
课前学习任务
三年级时我们曾经学习过各种各样的运动，其中讲过摆钟的钟摆是可以进行摆动的，请你寻找生活中像摆钟一样能摆动的物体，观察一下他们的摆动有什么规律？
课上学习任务
【学习任务一】观察摆钟的工作方式，并记录钟摆1分钟摆动了多少次？钟摆1分钟摆动次数的记录预测：钟摆1分钟摆动 次。 第一次第二次第三次次数（次）我的发现
【学习任务二】自制一个摆，观察自制摆1分钟能摆动多少次？我的摆1分钟摆动次数的记录预测：我的摆1分钟摆动 次。第一次第二次第三次次数（次） 【学习任务三】 下节课需要准备的材料：做好《摆的快慢》学习准备你自己制作的摆米尺线绳三个螺母秒表
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科学
教科版五年级上册
第三单元 计量时间
4.机械摆钟
教学目标
科学观念
同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
科学思维
1. 能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。
2.能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。
探究实践
1.准确地测量摆的摆动次数，理解重复实验的意义。
2.发展对计时工具研究的兴趣。
态度责任
了解社会的需求是科学技术发展的动力。
新知导入
燃香钟
水钟
聚 焦
新知导入
随着社会的发展，人类对时间的要求也更加精确了，在相当多的时候需要以秒来计算时间。计时器的发展历史是向着寻找更轻便、更准确的设备迈进的。像日晷、水钟以及后来的沙漏，虽然都经过了不断的改进和提高，已经可以让我们知道大概的时间，但是它们仍然无法满足人们对精确计时的需求，人们总希望有更精确的钟表。
新知导入
摆钟的出现大大提高了钟表的精确度
新知导入
你们知道摆钟是如何工作的吗？
摆钟为什么比之前的其他计时工具更能精确计时呢？
因为日晷和水钟都是利用有规律的变化来计时的，所以我认为摆钟的计时可能与它下面的钟摆有关，那个钟摆能够有规律的左右摆动。
摆钟为什么能够精确地计时？与什么因素有关系呢？
思 考
新知导入
新知讲解
摆钟是怎样来计量时间的？
新知讲解
钟摆
摆钟
钟面
摆绳
摆锤
观察摆钟的结构
新知讲解
摆钟是靠钟摆摆动的次数来计时的。
新知讲解
探 索
探索一：观察钟摆运动的特点
摆杆（摆绳）
摆锤
新知讲解
1、测量钟摆1分钟摆动的次数，并记录
2、重复测量1分钟摆动的次数，并记录
3、根据测量结果，思考摆钟运动的特点
观察记录
钟摆1分钟摆动次数记录表 预测：钟摆1分钟摆动 次。 第一次 第二次 第三次
次数（次）
我的发现 新知讲解
新知讲解
起点
怎么才算是摆动一次？
摆钟往返运动看作一个完整周期，（起点回到起点）即摆动一次。
1
2
3
1→2 → 3 → 2 → 1
新知讲解
数一数：钟摆1分钟摆动几次？
新知讲解
钟摆1分钟摆动次数记录表 预测：钟摆1分钟摆动 60 次。 第一次 第二次 第三次
次数（次）
我的发现 60
60
60
钟摆1分钟摆动次数是相同的。
新知讲解
新知讲解
是不是所有的摆每分钟摆动的次数都是60次呢？
钟摆一分钟摆动的次数是不变的，为60次，说明钟摆的摆动具有等时性。
总
结
新知讲解
探索二：观察自制摆运动的特点
拿一根细绳，上端固定，下端挂上一个小重物，组成一个简单的摆。
让我们的摆自由摆动，幅度不要太大，测量并记录它1分钟摆动的次数。
重复多次，测量并记录我们的摆1分钟摆动的次数。
新知讲解
摆长
（从悬挂点到摆锤重心）
摆绳
摆角
摆锤
摆
自制一个摆
新知讲解
我们测量时需要注意什么？
1.摆绳自然拉直，听到口令后轻轻放开，不能推动摆。
2.摆的角度不能太小，也不能太大（不能超过90度）。
3.如果摆捶碰到了铁架台或其他东西，实验要重新做。
4.注意计时和计数的准确。小组合作，分工明确、密切配合。一人报时，两人数摆动次数，一人记录。
新知讲解
学生作品
橡皮
台灯
线绳
新知讲解
挂钩
线绳
橡皮
学生作品
新知讲解
椅子
书、尺子
线绳
螺母
学生作品
自制摆的运动特点
新知讲解
同一个摆在1分钟内，摆动的次数是一样的
探究现象：
自制摆也具有等时性（相同时间摆钟摆动次数相同）
探究结论：
第一次 第二次 第三次
摆动次数 54 54 54
记录表
新知讲解
探索三：统计各组的摆1分钟摆动的次数
不同小组测量的结果一样吗？
摆绳和摆锤不完全相同，在一分钟内各组测量的摆动次数并不完全相同。
摆动次数 第一次 第二次 第三次
1组 54 54 54
2组 60 60 60
3组 50 50 50
不同的摆摆动快慢并不相同
探究现象：
探究结论：
新知讲解
你还有其他发现吗？
单摆在摆动的过程中，摆动的幅度越来越小。
单摆在摆动的过程中，摆动的角度会发生变化。
摆动到两侧的高度基本相等。
新知讲解
1.根据统计结果，说说有什么发现。
通过观察我们自己制作的摆1分钟摆动的次数，发现同一个摆在相同时间里摆动的次数都相同，说明摆具有等时性。通过观察不同小组的摆在1分钟里摆动的次数，发现不同的摆在相同时间内摆动次数并不相同，即不同的摆的摆动快慢并不相同。
研 讨
新知讲解
2.我们还观察到摆的运动有什么特点？
（1） 单摆在摆动的过程中，摆动的幅度越来越小。
（2） 单摆在摆动的过程中，摆动的角度会发生变化。
（3）摆动到两侧的高度基本相等。
新知讲解
不同的摆，为什么在相同时间内摆动次数会不同呢？摆的快慢与什么因素有关？
新知讲解
可能与摆绳的长短或摆锤的大小有关
“摆”的“秘密”是谁发现的？
新知讲解
伽利略
科学家的故事
新知讲解
在人类计时仪器的发展史中，摆的发现可算是一件重大历史事件。
1583年的一天，17岁的伽利略在教堂里面做礼拜。一阵风吹来，天花板上的吊灯开始地晃动起来，发出轻轻的响声。这本是一件非常寻常的事，而伽利略却细心地观察起来了。隐约中他感觉到吊灯的摆动有些规律，于是回家之后，他开始研究起来。他用棉线和石头做出摆模拟吊灯的摆动，根据“脉搏跳动的次数是稳定的”来计时，经过反复多次的验证，终于发现了吊灯摆动时的秘密。
伽利略
伽利略发现“摆”的“秘密”
新知讲解
1656年，荷兰科学家惠更斯根据伽利略发现的摆的等时性，制作出了比较精确的计时仪器——机械摆钟。机械摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。
惠更斯
课堂总结
通过本节课的学习我们知道：
同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
不同摆钟的摆的摆动快慢并不相同，单摆在摆动的过程中，摆动的幅度越来越小，摆动的角度会发生变化。
课堂小结
课堂总结
课堂总结
课堂总结
课堂总结
课堂练习
1、自制简单摆钟包括 和 两部分。
2、摆的运动具有 性，不同的摆摆动的快慢 。
3、单摆在摆动的过程中，摆的摆动快慢 （能/不能）改变，摆的角度 （能/不能）改变。
4、自制摆钟在摆动的过程中，摆动幅度越来越 。
5、 发明了摆的 ，根据这一性质，人们制成了摆钟。
摆线
摆锤
等时
不同
能
能
小
伽利略
等时性
课堂练习
1、摆从最左边摆到最右边算是摆动一次（ ）
2、同一个摆，在相同的时间内摆动次数是一样的（ ）
3、某实验小组制作了一个摆，第一个10秒摆动了12次，那么第三个10秒摆动次数可能是（ ）次。 A30 B36 C12
4、测得一个摆在1分钟内摆动了100次，那么这个摆摆动50次需要的时间是（ ）
A2分钟 B30秒 C50秒
×
√
C
B
课堂练习
5.如右图，摆锤从①位置开始经过（ ）的运动记作一次摆动。
A.①→②
B.①→②→③
C.①→②→③→②→①
C
课堂练习
6.人类计时器的发展有一定的顺序，计时从粗略到精确的一组是（ ）。
A.日晷→水钟→摆钟
B.摆钟→日晷→水钟
C.水钟→摆钟→日晷
A
作业布置
课后作业
完成对应课时练习
作业布置
做好《摆的快慢》学习准备
你自己制作的摆
米尺
线绳
三个螺母
秒表
谢谢
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4.机械摆钟
【教材简析】
本课是五年级上册《计量时间》单元的第4课，之前学生学习了燃香钟、水钟这些计时工具的特点。随着社会的发展，人类对时间精确度的要求也提高了，这些时钟已不能满足人们的需求。摆钟的发明大大地提高了时钟的精确度。在本课，学生从钟摆的摆动开始观察研究，然后自己制作一个简易的摆（制作简单摆的三样东西是一根绳、一个绑在绳子一端的重物和一个能把绳子挂起来并让它自由摆动的支架），测量它在1分钟内的摆动次数。学生在测试自己制作的摆后交流研究结果，得到初步共识，并为下一课提出了待研究的问题。
本课教材设计了两个探索活动，第一个活动是观察钟摆运动的特点，根据测量结果来思考钟摆运动的特点，即钟摆摆动具有等时性；第二个活动是自己制作一个摆并观察摆运动的特点，在发现自制摆也具有等时性的基础上，教科书引导学生发现，不同的摆摆动频次并不相同。
【学生分析】
摆钟为什么会比其他计时工具精确呢？这个问题对学生是比较有吸引力的。带着这个疑问去观察摆钟的运动，去研究自制摆的运动，能提高学生的探究欲。这节课中学生将面临两个问题，第一是如何准确测量单摆摆动的次数；第二是如何有效分析数据、得出结论、发现更多问题。对于五年级的学生，测量摆钟1分钟摆动的次数不难，但要学生思考并解决操作中的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数？怎样做到摆动开始与计时开始的同步？此外，五年级的孩子已经具备一定分析处理数据的能力，但仍然有局限性，对实验数据整体的横向、纵向比较有所缺乏，所以要想孩子们在研究单摆等时性时有更多的发现、更多问题的提出，研讨时需要我们引导孩子进行组内、组间数据的比较。
【教学目标】
科学观念
同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
科学思维
能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。
2.能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。
探究实践
1.准确地测量摆的摆动次数，理解重复实验的意义。
2.发展对计时工具研究的兴趣。
态度责任
了解社会的需求是科学技术发展的动力。
【教学重难点】
● 动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。
● 通过观测理解摆的等时性。
【教学准备】
为每组学生准备：手表（秒表）一只、摆锤一个（螺帽或别的重物）、摆绳一根（棉线）、支架（铁架台或别的支架）一个、记录表两张。
为教师准备：一个大摆钟、教学课件。
【教学过程】
（一）引入
教师提问：前几节课我们学习了哪几种古老的计时方法？（燃香钟、水钟）
古人虽然有很多计时方法，但都不是非常准确，人们希望有更精确的时钟，摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。今天我们来研究机械摆钟。（板书课题）
设计意图：通过回顾之前学习的燃香钟、水钟等计时工具，发现这些计时工具都存在计时不够准确的问题，自然引入人们希望有更精准的时钟，随后出示今天研究的课题《机械摆钟》，迅速聚焦研究内容。
（二）观察钟摆
教师提问：摆钟是怎样计时的呢？
学生猜测。
教师引导：我们先来观察一下，看看它是怎样来计量时间的。
小组活动：测量这个钟摆每分钟摆动多少次，连续测三次并记录。
设计意图：在观察之前，先让学生对摆钟是如何计时的进行猜测。这样可以了解学生对摆钟已有的认识；然后通过观察了解摆钟计时的方式，通过小组合作计时，观察并记录摆钟每分钟摆动的次数。
（三）观察我们的钟摆
教师提问：是不是所有的摆每分钟摆动的次数都是60次呢？
老师出示提前做的摆：把线的一端系在螺帽上，另一端系在铁架台上，这样就做成了一个简单的摆。介绍摆锤、摆绳。
教师引导：这个摆每分钟也会摆动60次吗？我们来测一下，测的时候要注意以下几点。
（1）摆线自然拉直，听到口令后轻轻放开，不能推动摆；
（2）摆的角度不能太小，也不能太大（不能超过90度）；
（3）如果摆捶碰到了铁架台或其它东西后，实验要重新做。
（4）注意计时和计数。
教师讲解完先请一组学生演示操作：一名学生起摆，一名学生计时，一名学生计数。请其余学生观察他们的配合有没有问题。
全体学生明白操作方法和注意事项后开始分组实验。
小组合作制作一个单摆，并测量固定时间内，单摆摆动的次数，完成记录单。
教师提问：观察每个小组的数据，你有什么发现吗？
学生总结：同一个摆，相同时间内摆动次数相同。
教师提问：观察不同小组的数据，你有什么问题吗？
学生总结：不同的摆，1分钟内摆动的次数并不相同。
设计意图：通过观察我们自己制作的摆1分钟摆动的次数，发现同一个摆在相同时间里摆动的次数都相同，说明摆具有等时性。通过观察不同小组的摆在1分钟里摆动的次数，发现不同的摆在相同时间内摆动次数并不相同。
（四）研讨
（1）根据统计结果，说说有什么发现。
教师提问引导：根据上面的探索活动的统计结果，我们有什么发现？
学生思考摆动运动的特点，发现摆动具有等时性(相同时间内的摆动次数相同和不同的摆的摆动频次并不相同。
（2）我们还观察到摆的运动有什么特点？
教师提问引导：说说你还观察到摆的运动有什么特点。
学生补充并交流其他的发现，比如摆动幅度越来越小。
设计意图：这两个问题的研讨不是独立的教学环节，而是与探索部分的活动紧密结合的。在进行了相应的探索活动之后，学生根据观察的现象和获得的数据，就可以进行相应的研讨，并最终总结出相关的认识。
（五）拓展
同一个摆，相同时间里摆动次数都一样，但是不同的摆在相同的时间内摆动次数却不一样，是什么影响了摆的快慢呢？下节课我们继续来研究这个问题。
课外拓展科学家的故事—伽利略发现单摆等时性原理。
设计意图：拓展部分的内容是为了让学生思考不同的摆在相同时间内为什么摆动次数不一样，同时为下节课《摆的快慢》做好铺垫。
【板书设计】
4.机械摆钟
摆的等时性：同一个摆在相同时间内摆动次数相同
【活动手册使用说明】
活动手册说明：记录表的内容要填写完整；钟摆的摆动次数和自制摆摆动次数要分别做三次，将实验数据填写在相应的方框内。
【作业设计】
1.摆的等时性是指 。
2.单摆在摆动时的计数方法应该是？（ ）
A.一个来回算1次 B.一个来回算2次
C.摆到最低点算1次 D.摆到两侧最高点算1次
3.在下面图中写出摆的结构名称。
摆绳
摆锤
摆幅
摆绳
摆
摆锤
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4.机械摆钟
钟摆1分钟摆动次数记录
第一次 第二次 第三次
摆动次数
自制摆1分钟摆动次数记录
自制摆 材料
步骤
注意事项
第一次 第二次 第三次
摆动次数
我的发现
实验记录单
小组： 姓名：
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姓名 学校 班级 学号
课后练习
一．选择题1.各种摆钟的摆每分钟摆动( )。A.10次B.30次C.60次D.120次2.摆的精准度与摆的( )有直接关系。A.重量B.长度C.角度3.我们用秒表测得一个摆在1分钟内摆动了50次，那么这个摆摆动100次所用掉的时间为( )。A.1分30秒B.2分钟C.2分30秒D.不一定4.和其他时钟相比摆钟的最大特点是( )。A.体积大B.制作精美C.独有的钟摆D.价格高5.摆在摆动的时候摆的幅度会( )。A.越来越大B.越来越小C.越来越快D.越来越慢二．判断题。1.摆钟属于机械计时装置。（ ）2.摆钟的精确度取决于它摆的重量。（ ）3.摆钟的计时精确度在常用的钟表中是最高的。（ ）4.同一个摆在相同的时间内摆的次数相同。（ ）5.摆往返一次为摆动一次（ ）附答案：一、1.C 2.B 3.B 4.C 5.B 二、√××√√
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班级记录单
小组： 姓名：
自制摆1分钟摆动次数记录
小组 第一次 第二次 第三次
1
2
3
4
5
6
7
8
......
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