机械摆钟
教学目标
科学概念:同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的;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。
过程与方法:重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数;动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。
情感、态度、价值观:进一步理解重复进行实验的意义;感受探究计时工具的快乐。
学情分析
《机械摆钟》一课是属于教科版小学科学五年级下册第三单元《时间的测量》的第五课,它是在研究关于时间的测量后研究精确计量时间工具的第一课。 本课是在学生探究过日晷、水钟、沙漏等一些简易的计时工具基础上进行的。根据这一学段学生的认知规律和已有的知识特点,这节课我将和学生一起就钟摆的组成、钟摆每分钟摆动的次数,摆的等时性等展开研究。通过探究活动帮助学生认识摆的结构,摆的特性;并体会实验反复性的意义,培养严谨的科学态度。
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。
教学过程
一、复习导入
1.同学们,通过前几课的学习,我们了解了一些古老的计时方法,谁来说说都有哪些方法呀?(复习旧知)
预设:利用日晷、水钟、蜡烛钟、沙漏……
2.(出示课件)这些简单的时钟虽然也能让我们知道大概的时间,但是随着社会的发展,人们希望有更精确的时钟,摆钟的出现大大提高了计时的精确度。这节课我们一起来研究机械摆钟。
板书课题:《机械摆钟》
【设计意图:复习帮助学生巩固旧知的同时,激发学生学习新知的兴趣,对知识的牵引起到积极的作用。】
二、观察摆钟
1、认识摆钟,猜测数摆
(1)(出示课件)这就是机械摆钟,请大家仔细观察机械摆钟和我们平时常见的钟有什么不同?介绍钟摆
(2)那钟摆的摆动与指针的走动有关系吗?想不想看看它的内部是怎样工作的?
(3)(播放视频、课件)现在你觉得钟摆是怎样计时的?
(4)大家猜一猜30秒钟摆大概摆动多少次?
(5)预测:30次、60次……到底谁说的对呢?我们应该怎样?
你觉得钟摆怎样摆动算一次?(课件演示,统一标准)
2、测量钟摆,发现特点 (重点)
(1)下面我来计时,我们一起来测一测。(播放机械摆钟的视频)
(2)测一次行吗?为什么?(多次测算误差较小、更加科学)
【设计意图:让学生体验到重复验证的意义。】
(3)为了节省时间,我们连续测3个30秒(板书:0—30秒—60秒—90秒)老师请一位同学上来当计时员,其他同学既是观察员又是计数员,我是操作员兼记录员。
(4)那这个实验应该怎样做呢?小组讨论
(5)小组汇报,师总结实验方法:我说“开始”同时点击鼠标,计时员开始计时,计数员开始数,当到第一个30秒时,计时员大声喊“到”,此时,计数员大声报出钟摆摆动的次数,并继续数下去,千万不能停止,记录员记下摆数;当到60秒时即第二个30秒时,,计时员再大声喊“到”,计数员再大声报出摆数,记录员再记下摆数;就这样连做3个30秒。
【设计意图:连续测3个30秒的实验既缩短了试验的时间又节省课堂时间,更为后面学生独立完成测摆实验奠定了基础。】
(6)师生共同测,师随机板书数据
(7)看了黑板上的数据,你有什么发现?
(8)小结: 钟摆在相同时间内摆动次数相同。
三、制作研究摆
1、做摆、试摆
(1)那是不是所有的摆都有这个规律呢?大家想不想自己做一个摆试一试呀?
(2)学生以小组为单位用老师提供的材料做一个摆并试一试。
【设计意图:让学生在做摆、试摆的过程中发现问题,激发学生进一步研究问题的兴趣。】
(3)像同学们这样在细线的下面栓一个小球重物制成的摆叫单摆。(板书:单摆)
(4)同学们刚才在试摆时,有没有什么需要提醒大家注意的?
(预设:如果没有出现问题,那么就有老师来示范一个错误的摆法,强调正确的摆法)
(1)摆线自然拉直,听到口令后轻轻放开,不能推一把。
(2)摆的角度不能太小,也不能太大(别超过90度)。
(3)如果摆捶碰到了铁架台或其它东西则需重新起摆。
2、质疑、猜测
(1)刚才在试摆时有什么发现吗?
预设:摆的幅度变小了、摆的角度变小了、摆的速度变慢了……
(2)师:“摆的速度变慢了”你怎么看出来的?那我们的摆能不能在相同的时间内摆动的次数一样呢?我们单凭感觉就可以下结论吗?(不能)我们应该怎么做?
3、验证、总结
(1) 由于我们的单摆摆动时持续性差,我们在试验时选择的时间段要短一些,就选10秒钟吧。
(2)各小组商量怎么分工,怎么做实验。
(3)学生实验并填写实验记录表(出示课件,明确实验要求与注意事项)
实验记录表
第___组 组员________、________、________、___________
时间 10秒 20秒 30秒 40秒
摆动次数
请算出:
第一个10秒摆动( )次;第二个10秒摆动( )次;
第三个10秒摆动( )次;第四个10秒摆动( )次。
我们发现:______________________________________________
(4)各小组汇报实验结果,师随机填入数据汇总表
(5)通过数据分析,你发现了什么?
(6)总结:同一个摆在连续摆动过程中,相同时间内摆动的次数是固定的,即摆每摆动一次所需要的时间是相同的,单摆的这个特性就是等时性。 师板书:等时性
四、拓展
1、 你们知道最先发现单摆具有等时性的人是谁吗?
2、(出示课件)意大利科学家伽利略是第一个发现摆的等时性的科学家。后来荷兰科学家惠更斯 利用这个特性,发明了摆钟,大大提高了计时的精确度。
教学反思:
由于学校条件有限,本节课在观察摆钟这一环节中只能借助课件,其中摆钟的视频是到钟表店里录的,虽然效果不是太好,但也能激发学生进一步探索的兴趣。本课有两个实验,一是观察钟摆在1分钟的时间里摆动几次。这一实验前后需要做好几次,为了节省课堂时间我把一分钟设计为30秒,并故意把反复测摆设计成连续测摆,在整个实验活动中学生们表现很积极,很投入。二是观察自制的摆每10秒钟为一个时间段,数出每个时间段的摆动次数。这个实验需要在小组内完成的,需要计时的和数次数的同学通力合作,对同伴之间的合作的默契要求比较高。虽然操作起来有些难度,但是有了第一个的基础,同学们合作起来很顺利,达到了预设目标。不足之处就是有的学生发言不够积极,课堂气氛不够活跃。
(共13张PPT)
日晷
水钟
沙漏
机械摆钟
钟摆的结构
起点
怎样算1次？
摆往、返计1次
（从起点回到起点）
钟摆在相同时间内摆动次数相同。
规律：
做一做
老师给你们提供铁架台、棉线、钩码，你能做一个摆吗？
温馨提示
1、绳摆要自然拉直，听到口令后轻轻放开，不能推一把。
2、摆动的幅度不能太小，也不能太大。（别超过90度）
3、如果摆锤碰到了铁架台或其他东西时，实验要重新做。
4、注意计时和计数。
汇报
0---10秒 11---20秒 21---30秒 31---40秒
摆动次数
摆动次数
摆动次数
摆动次数
摆动次数
摆动次数
摆动次数
摆动次数
同一个摆，在相同的时间内，摆幅越来越小，摆动的次数是固定的。即：每摆动一次所需的时间是相同的。
我们发现
1582—1583年意大利物理学家和天文学家伽利略发现了摆的等时性。
伽利略
1656年荷兰科学家惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟。大大提高了计时的精确度。
惠更斯
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N
齿轮操纵器
齿轮
垂体摆锤
再见
