五年级下册科学教案 第三单元 第8课 制作一个一分钟计时器 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8课 制作一个一分钟计时器
学习目标
科学知识目标
1. 通过观察摆钟的内部结构，知道机械摆钟是摆锤与齿轮操纵器联合工作的。
2. 理解摆钟的工作原理。
科学探究目标
学习制作一个计时一分钟的简易摆钟。
科学态度目标
进一步体会到探究摆钟计时的乐趣，感受到科学与技术结合带给人类的进步。
重难点
通过观察摆钟的内部结构，知道机械摆钟是摆锤与齿轮操纵器联合工作的
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
通过近几节课的学习，我们已经知道了摆具有等时性，我们还知道了通过控制摆长，可以控制摆的快慢。那么摆钟又是怎样把摆的这个特性应用进去，制造出摆钟呢？
1.2
1.情景导入
设计时钟的要诀在于让指针以一定的快慢移动，几世纪以来的时钟都是用摆锤控制与齿轮相连的指针运转的。
2.探索新知
1.3
2.探索新知
摆钟的摆锤是怎样带动指针一直以相同的快慢转动的？
我们试着观察摆钟齿轮操纵器来找答案吧！
1.4
2.探索新知
垂体时钟是利用下垂物的重力来转动齿轮，当垂体所受的重力转动齿轮时，摆锤与齿轮操纵器会联合工作，控制转动的规律。
1.5
2.探索新知
让我们来认识一下摆钟的内部结构。（如下图所示）
1.6
2.探索新知
摆钟齿轮操纵器两端各有倒钩，可以卡在齿轮中间，以便控制齿轮的转动。而齿轮操纵器又与摆锤相连。当摆锤来回摆动时，总会松开其中一端的操纵器，让它可以跳过一个齿。
这样，摆锤每摆动一次，操纵器就可以控制一个齿，如此一个接一个有规律地使齿轮转动，同时带动指针转动。
1.7
2.探索新知
摆锤与齿轮操纵器是如何运作的？让我们来看看下面这个视频。
1.8
2.探索新知
通过观看视频，我们发现：摆锤在最右边时，长针部分的操纵器倒钩会卡住齿轮。
1.9
2.探索新知
摆锤摆到最左边时，长针部分的操纵器倒钩会松开，垂体的拉力会让齿轮往前滑动一齿，短针部分的操纵器倒钩随即卡住，不让它继续转动。
1.10
2.探索新知
知道了摆钟的计时原理，我们也来做一个简单的摆钟吧！
制作一个一分钟的计时器，我们需要哪些部件呢？
1.11
2.探索新知
我们需要一个每分钟正好摆动60次的摆、齿轮操纵器、齿轮和垂体。齿轮的齿数取多少个合适呢？
1.12
2.探索新知
你想到了吗？齿轮的齿数取60个就合适了。用我们制作好的每分钟正好摆动60次的摆，组装一个齿轮操纵器。然后在齿轮中间安装一个指针和钟面，标出时间刻度。
这样，就组成了一个简易的“摆钟”。
1.13
2.探索新知
轻轻拨动摆锤，我们的“摆钟”能自由地运转起来吗？
如果不能，仔细查找原因，并调整好每个部件的位置，使它们能协调运作。
3.回顾小结
1.14
3.回顾小结
我们通过观察摆钟的内部构造，了解摆钟是通过摆锤与齿轮操纵器联合完成计时工作的。让我们来看看下面这个视频。
4.拓展应用
1.15
4.拓展应用
摆钟的计时已经精确到了秒，它是人类计时器发展史上伟大的突破，但是随着人们对时间精确度要求越来越高，需要更精确的计时器。让我们最后来看看计时器的发展历程。
2.学生自学
1.跟我学
2.1
让我们通过视频，了解摆钟的工作原理吧！
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科学知识目标
1.通过观察摆钟的内部结构，知道机械摆钟是摆锤与齿轮操纵器联合工作的。
2.理解摆钟的工作原理。
科学探究目标
学习制作一个计时一分钟的简易摆钟。
科学态度目标
进一步体会到探究摆钟计时的乐趣，感受到科学与技术结合带给人类的进步。
2.学生练习
2.2
根据视频学习,回答下列问题:
1. （ ）是一种用重锤或弹簧的释放能量为动力，推动一系列齿轮运转，借操纵调速器调节轮的转速，以指针指示时刻和计量时间的计时器。
A.机械钟表 B.太阳钟 C.日晷
2.3
1. （ A ）是一种用重锤或弹簧的释放能量为动力，推动一系列齿轮运转，借操纵调速器调节轮的转速，以指针指示时刻和计量时间的计时器。
A.机械钟表 B.太阳钟 C.日晷
【解释】机械钟表是一种利用摆锤与齿轮操纵器联合工作的计时器。故选A。
2.4
2. （ ）倒钩可以控制齿轮上的齿，一次又一次转动。
A.摆钟 B.计时器 C.齿轮操纵器
2.5
2. （ C ）倒钩可以控制齿轮上的齿，一次又一次转动。
A.摆钟 B.计时器 C.齿轮操纵器
【解释】摆钟齿轮操纵器两端各有倒钩，可以卡在齿轮中间，以便控制齿轮的转动。故选C。
2.6
3. 每个单摆在相同的时间里摆动的次数是（ ）
A.先快后慢 B.先慢后快
C.相同
2.7
3. 每个单摆在相同的时间里摆动的次数是（ C ）
A.先快后慢 B.先慢后快
C.相同
【解释】同一个摆，在相同的时间内，摆动的次数是相同的；也就是，每摆动一次所需要的时间是相等的，这就是摆的等时性。故选C。
3.拓展资源
1.教学设计
3.1
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2.拓展知识
3.2
1. 时钟的发展历史
3.常见问题
3.3
1.教学中应该注意哪些问题呢？
教师在教学中，可组织学生观察摆钟的内部构造，让学生讨论摆钟是怎样利用摆锤摆动来计时，让学生自己去发现、理解摆钟的计时原理，要让学生对自己观察与讨论的结果进行描述，说明摆钟是怎样利用摆锤的摆动来计时的。
2.学生在制作一个一分钟计时器的活动中，需要注意哪些问题呢？
教师在组织本活动时，关键要引导学生思考：摆锤摆60次，摆钟就是一分钟（60秒）。这是为什么？请学生就这个问题开展交流，使学生进一步理解摆钟的计时原理。
学生制作过程的顺利与否，关键在于教师提供给他们的材料。给学生准备的纸板硬度要强，不能用瓦楞纸。齿轮不能太大，因为硬纸板不能支撑太重的物体。在制作过程中，齿轮的齿数是学生比较容易忽视的，齿轮的齿数太密或太疏，都会影响计时的准确性。