五年级下册科学教案 第三单元 第7课 做一个摆钟 教科版

科目版本
小学科学教科版五年级下册
章节课名
第三单元 第7课 做一个摆钟
学习目标
科学知识目标
1. 通过制作一个简易摆钟研究控制摆的摆动快慢。
2. 能通过实验发现摆的摆动快慢与摆长有关，同一个摆，摆长越长，摆动越慢，摆长越短，摆动越快。
科学探究目标
经历通过研究认识到摆长影响摆动快慢，用测量与比较的方法研究摆的摆动快慢规律对钟摆不断地调整，做个30秒摆动30次的摆。
科学态度目标
认识到细心观察和准确测量的重要性，体会制作钟摆的乐趣。
重难点
能通过实验发现摆的摆动快慢与摆长有关，同一个摆，摆长越长，摆动越慢，摆长越短，摆动越快
具体环节设计
教学环节
页码
内容
1.教师上课
1.情景导入
1.1
1.情景导入
根据我们对摆的研究，摆的快慢与什么无关？与什么有关呢？
1.2
1.情景导入
我们发现：摆的快慢与摆锤重量和摆幅大小无关，与摆绳长度有关。摆绳越短，摆动越快，摆绳越长，摆动越慢。
2.探索新知
1.3
2.探索新知
那么现在，请你猜一猜：如图所示的这两个摆，它们的摆动快慢一样吗？
1.4
2.探索新知
我们来试试看。让我们来看看下面这个视频。
1.5
2.探索新知
实验发现：这两个摆的摆动快慢不同。这是为什么呢？
我们通过前面对摆的研究，已经知道摆的快慢与摆锤重量无关，而这两个摆的摆绳长度一样，摆锤长度也相同，这是为什么呢？
1.6
2.探索新知
影响摆快慢的因素是摆长。摆长是指从固定点到摆的重心的距离。
如这两个摆，摆绳重量可以忽略不计，摆的重心就是摆锤的中心。这是摆长。
1.7
2.探索新知
这两个摆的重心不同，所以摆长不一样。什么是重心呢？我们可以认为：物体各部分受到的重力作用集中于一点，这个点就是重心。
如何寻找摆的重心呢？我们一起通过视频来寻找。
1.8
2.探索新知
这个摆，可以这样来寻找它的重心，它的平衡点就是摆的重心。移动重物的位置，发现摆的重心也改变了。
1.9
2.探索新知
现在，我们来动手做一个1分钟摆动60次的摆，也就是秒摆。如果我们可以将它调整到15秒刚好摆动15次，就成功了。
1.10
2.探索新知
我们可以通过调整什么来调整摆的快慢呢？
1.11
2.探索新知
我们可以通过调整摆绳的长短！我们先来测一测摆绳40cm时摆在15秒摆动的次数。让我们来看看下面这个视频。
1.12
2.探索新知
通过测试，我们发现摆绳长40cm时摆在15秒摆动11次。
我们知道：摆长越长，摆动越快，摆长越短，摆动越慢。所以，我们应该怎样调整摆绳呢？
1.13
2.探索新知
我们应该缩短摆绳。现在，我们来测一测摆绳20cm时摆在15秒摆动的次数。让我们来看看下面这个视频。
1.14
2.探索新知
摆绳20cm时摆在15秒摆动16次。
请你想一想：要想使摆摆动15次，应该如何调整摆长呢？
1.15
2.探索新知
摆绳长度我们要控制在20－40cm之间。根据刚才的实验结果，我们可以将摆绳长度调整为24cm试试。让我们来看看下面这个视频。
1.16
2.探索新知
摆绳24cm时摆在15秒摆动15次。这样一个15秒钟摆动15次的钟摆做成了，这个钟摆在1分钟可以摆动60次！
当然，我们有时需要经过多次调整试验，才能调整到我们需要的快慢。
1.17
2.探索新知
如果是这种摆，我们还可以怎样调整钟摆的摆动快慢呢？
1.18
2.探索新知
可以调节摆的重心！
现在，我将这个磁铁固定在最低处（刻度1cm处），我们来测它15秒摆动的次数。让我们来看看下面这个视频。
1.19
2.探索新知
磁铁固定在最低处（刻度1cm处）时15秒摆动13次。现在，应该怎么做呢？
1.20
2.探索新知
我们应该缩短摆长，也就是将重心上移，我们试一试把磁铁固定在刻度20cm处。让我们来看看下面这个视频。
1.21
2.探索新知
把磁铁固定在刻度20cm处时15秒摆动 17次。
接下来，应该怎样调节重心，使摆15秒刚好摆15次呢？
1.22
2.探索新知
根据刚才的实验数据分析，摆长应该是介于刚才两个长度之间，我们把磁铁固定在刻度10cm处试试。让我们来看看下面这个视频。
1.23
2.探索新知
磁铁固定在刻度10cm处时15秒摆动15次。
这样，1分钟摆动60次的钟摆又做好了。
3.回顾小结
1.24
3.回顾小结
我们知道调整摆快慢的方法是调节摆长。摆长越短，摆动越快；摆长越长，摆动越慢。
1.25
3.回顾小结
我们可以从调节摆绳长短和调节摆锤重心高低两方面来调节摆长。必要时，可以两种方法结合起来。
4.拓展应用
1.26
4.拓展应用
如果让你做一个1分钟摆动30次的摆，你会了吗？
1.27
4.拓展应用
我们可以通过增加摆长的长度，将它调整到30秒刚好摆动15次，就可以成功了。
2.学生自学
1.跟我学
2.1
让我们通过视频，做一个摆钟吧！
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科学知识目标
1.通过制作一个简易摆钟研究控制摆的摆动快慢。
2.能通过实验发现摆的摆动快慢与摆长有关，同一个摆，摆长越长，摆动越慢，摆长越短，摆动越快。
科学探究目标
经历通过研究认识到摆长影响摆动快慢，用测量与比较的方法研究摆的摆动快慢规律对钟摆不断地调整，做个30秒摆动30次的摆。
科学态度目标
认识到细心观察和准确测量的重要性，体会制作钟摆的乐趣。
2.学生练习
2.2
根据视频学习回答下列问题
1.单摆每分钟摆动次数与下列哪项有关。（ ）
A.摆幅 B.摆锤 C.摆长
2.3
1.单摆每分钟摆动次数与下列哪项有关。（ C ）
A.摆幅 B.摆锤 C.摆长
【解释】单摆每分钟摆动次数与摆的摆动快慢有关。摆长越短，摆动越快；摆长越长，摆动越慢。故选C。
2.4
2.下列各项叙述中正确的是（ ）
A.摆锤越重，摆的摆动越快。
B.摆幅越大，摆的摆动越快。
C.改变摆长可以改变摆的摆动速度。
2.5
2.下列各项叙述中正确的是（ C ）
A.摆锤越重，摆的摆动越快。
B.摆幅越大，摆的摆动越快。
C.改变摆长可以改变摆的摆动速度。
【解释】调整摆的摆动快慢的方法是调节摆长的长度。故选C。
2.6
3.下图的两个摆，绳子的长度相同，同时以相同的角度开始摆动，在15秒时间里摆动次数少的是哪个摆？（ ）
A.甲 B.乙 C.甲和乙摆动次数一样
2.7
3.下图的两个摆，绳子的长度相同，同时以相同的角度开始摆动，在15秒时间里摆动次数少的是哪个摆？（ A ）
A.甲 B.乙 C.甲和乙摆动次数一样
【解释】影响摆快慢的因素是摆长。摆长是指从固定点到摆的重心的距离。甲的摆长比乙的摆长长，甲在15秒内摆动的次数比乙少，故选A。
3.拓展资源
1.教学设计
3.1
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2.拓展知识
3.2
1.时间基准
所谓时间基准，就是在当代被人们确认为是最精确的时间尺度，长期以来，人们一直在寻求着这样的时间尺度。
在远古时期，人类以太阳的东升西落作为时间尺度；公元前二世纪，人们发明了地平日晷，一天差15分钟；一千多年前的希腊和我国的北宋时期，能工巧匠们曾设计出水钟，精确到每日10分钟误差；六百多年前，机械钟问世，并将昼夜分为24小时；到了十七世纪，单摆用于机械钟，使计时精度提高近一百倍；到了20世纪的30年代，石英晶体震荡器出现，对于精密的石英钟，三百年只差一秒……
自十七世纪以来，天文学家们以地球自转和世界时作为时间尺度：当地球绕轴自转一周，地球上任何地点的人连续两次看见太阳在天空中同一位置的时间间隔为一个平太阳日。1820年法国科学院正式提出：一个平太阳日的1/86400为一个平太阳秒，称为世界时秒长。
由于地球自转季节性变化、不规则变化和长期减慢，所以世界时每天可精确到1×10-9。但是社会的进步和科学技术（特别是航天、空间物理、军事等）的飞速发展，使人们对时间尺度的精度需求越来越高。
社会在进步，科技在发展，人类对新的时间基准的研究仍在继续，大铯钟作为PRIMARY CLOCK的地位受到严重冲击。例如：原子喷泉、光频标就是它的强力对手。喷泉钟的准确度进入10-15, 最好的达到1×10-15（美国标准与技术研究院）。光抽运铯束基准频标的准确度也进入10-15（法国巴黎时间频率实验室）。
因此，不久的将来，喷泉钟或光频标完全有可能取代目前的微波频标，成为新一代的时间频率基准。
3.3
2.伽利略的钟摆
3.常见问题
3.4
1.在教学准备上有什么建议？
教师在教学准备前提供给学生的材料可选用木条，但木条一定要直，粗细大小也要一样。如找不了木条，也可以选择不锈钢尺，用磁铁作为摆锤。
2. 教学中应该注意哪些问题呢？
教师在教学中，可由有趣的观察开始引入。让学生观察两个比较特殊的摆（摆绳一样长，但两根木条不一样长度所做成的摆），比较它们的摆动速度，学生做出推测，并将推测的理由与大家分享。以此激起学生对摆长的深刻理解，并完成制作一个每分钟摆动60次的钟摆。
3.做一个每分钟摆动60次的钟摆的教学建议。
教师在组织本活动时，关键是要学生不经测量就去预测每分钟摆动60次的摆摆长是多少。引导学生只结合他们的测量结果进行预测。让学生在实际操作中不断地修正自己的认识，制作出每分钟摆动60次的摆。