机械摆钟 教学设计3

1教学目标
1.科学概念
同一个单摆，每摆动一次所需要的时间是相同的，
根据单摆的等时性，人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
2.过程与方法
重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数。
动手制作一个单摆。
观察和测量在相同时间内摆动的次数。
3.情感态度价值观
理解重复实验的意义。
发展对计时工具研究的兴趣。
2重点难点
【教学重点】
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。
【教学难点】
通过观测理解摆的等时性。
3教学过程
3.1 第一学时
新设计
（课前指导秒表的使用）
一、复习导入
师：同学们，现在几点钟了？
生 回答
师：你怎么知道的？（预设：手表）
那么没有发明手表之前，古人们是怎么计时的呢？
（预设：日晷、水钟、沙漏）
学生提出一种方法，超链接显示相应的图片
总结：这些计时工具只是让人类知道大概的时间，但人类总希望有更精确的时钟，终于在400多年前，人们发明了机械摆钟（板书：机械摆钟）
摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。
机械摆钟
介绍摆钟的结构
师：你们见过它吗？想不想看看它的真面目
（机械摆钟打开用布蒙着）
瞧，（掀开）这就是机械摆钟
师：同学们，仔细观察一下，它由哪些部分构成？
（预设：钟表，绳子，重物等等）
针对学生的回答，显示机械摆钟的结构图（钟面+钟摆）
师：那这个钟摆又有哪几部分构成呢？
（钟摆由摆绳和摆锤组成）
板书： 摆绳 摆钟
摆锤
摆钟的数数方法
师：你们觉得这个摆钟20秒会摆动几次呢？
生猜测
师：怎么知道我们的猜测对不对呢？
生说方法（用秒表计时，数摆动次数）
①测20秒（确定数数的方法）
请一位同学上来计时，其他同学默数（注意：“预备---开始”，“到”，要大声）
师：多少次？你是怎么数的？
科学家们往往把物体运动周期算一次，那这个摆钟的运动周期是来回算一次，所以摆钟来回摆动一次才算1次。
会测了么？（确定数摆动次数的方法）
②测20秒（说明误差的存在）
要不要再试一次？
再请一位同学上来计时，其他同学默数
再次强调“来回算一次”
请学生汇报
（预设，基本上都是20次，个别会出现19或21）
为什么你测出来是21次呢？
请同学分析原因（还没到完整一次也算进去了，或者其他原因）
③测20秒（再次强化数数的方法，为下面的实验做铺垫）
科学家们总是通过不断的重复实验来让自己的数据更加的可靠，我们要不要再来试一次？
同上（1人计时，其余数数）
汇报
提问：同学们有什么发现？
学生回答
总结：摆钟在相同时间内摆动的次数相同。
我们把这个性质叫做摆的等时性。（板书：等时性）
三、制作自己的摆
1.单摆摆动过程中的变化
师：那是不是所有的摆每20秒都是摆动20次的呢？
师：我们也来做一个摆研究研究，可以吗？
其实做一个摆很简单，你瞧，只要把棉线和螺帽组合在一起，然后固定在铁架台上，拉开一定的角度，轻轻松手，它就是一个摆了。我们把这种简单的摆叫做单摆。（板书：单摆）
师：你们也想试试吗？
每个小组拿出材料（一根棉线，一个螺帽，一个铁架台，一个秒表）
做一个单摆，并且让它摆动30秒，观察
带着问题：（单摆在摆动过程中有什么变化？）
（意图：这里只是示范怎么做，没有强调，让学生先做，到时候让学生指出错误）
学生活动
学生汇报（副板书：摆的幅度变小了（讲解幅度），摆的角度偏了，摆动速度变慢了）
你们同意吗？
老师示范学生过程中的错误做法（铁架台在摆动，摆锤碰到铁架台，放的时候推一把，角度太大等等）
师：这样做出来的结果可靠吗？不可靠，那怎么办？
再试一次，看看副板书上的这些变化是不是真的？
学生实验30秒，观察现象（注意实验要求）
再次验证副板书 摆的幅度变小√ 摆的角度偏了√
2.单摆的等时性
提问：单摆在连续摆动过程中，摆动速度到底有没有变慢呢？
我们该怎么研究？小组讨论3分钟
学生回答，并加以改进。出示表格
第一次 10秒 20秒 30秒
摆动次数
每10秒次数
学生解释表格的意思（第一行代表？第二行代表？）
请一个小组上台示范
我们组该怎么做才能很好的完成这表格呢？
生回答（在示范过程中，边示范边打断，请其余同学来指出错误）
（比如计时员声音太轻，数数同学声音太轻，操作员错误操作等等）
出示记录表
我们做一个就可以了吗？要重复实验，做完之后，请同学们对每10秒的次数进行汇总，取平均数，小数点后面的四舍五入。（如果有哪一个数据特别不理想，可以直接去掉，把剩余的进行取平均数）
师：给你们5分钟可以吗？完成之后，派一个代表，把你们的取值输入到电脑里。
每10秒摆动次数的观察记录
组别 第一个10秒 第二个10秒 第三个10秒
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
学生实验
师进行指导
数据输入和分析
师：你们有什么发现？先对同一个单摆来说，有什么发现？
（预设：生回答：对同一个单摆来说，在相同时间内摆动的次数是相同的）
师：那对同一个摆来说，有些数据不是完全一样的？有哪些情况可能会造成这些误差？
生回答
师总结：那我们称对于同一个单摆来说，在相同时间内摆动的次数基本相同。那它具有等时性吗？有（板书：单摆具有等时性）
（补充：伽利略是第一个发现单摆具有等时性的科学家，他提出了用摆来记时，后来荷兰的一位科学家惠更斯（点击出示惠更斯照片）受伽利略的观点的启发，制作出了机械摆钟。）
师：我们再来观察这个表格，对于不同单摆来说，在相同时间内摆动的次数相同吗？为什么？可能跟什么因素有关？
把其中相差比较大的两组铁架台拿到讲台上，让学生观察，会发现和摆绳的长短和摆锤有关。
师：那到底跟什么有关呢？我们下节课再来研究。
板书设计
机械摆钟
摆绳
钟摆 等时性
摆锤 单摆
教学活动