3.6 机械摆钟 教案

机械摆钟
一、教材分析
《机械摆钟》一课是属于科教版小学科学五年级下册第三单元《时间的测量》的第五课。本课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，后面两课是通过进一步研究摆，来了解摆钟的工作原理。
在时间单元中主要体现的是要让学生在“创造”（制作）计时工具的实践过程中，了解人类计时仪器的发展史，感受人类对“时间”的认识过程，从而认识到时间是不以人的意志、以不变的速度缓缓流逝的。本课是学生在认识太阳钟、水钟之后研究计时更加精确的计时工具，学生将在老师的带领下制作并认识单摆，并通过对单摆的初步研究，了解摆的等时性，从而让学生明白摆钟可以用来计时的原因。
二、学生分析
学生在探究过日晷、水钟、沙漏等一些简易的计时工具后，已经感觉到它们计时不是非常精确，研究一种较精确的计时工具这对学生来说具有一定的挑战性，带着这样的疑惑去观察摆钟的构造，会达到更好的效果。五年级学生已有一定的实验基础，但对于摆的研究过程中，还是需要学生严谨认真的科学态度，要求学生小组配合默契，尽量的减少操作过程中的失误。需要五年级学生不断地练习，不断地合作。
三、教学目的
1.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。
2.过程与方法
重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数；
动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。
3.情感、态度、价值观
进一步理解重复进行实验的价值；感受探究计时工具的快乐。
四、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。
五、教学准备
师：摆钟的录像、课件、秒表、铁架台、棉线、钩码、夹子、记录单。
生：秒表、铁架台、棉线、钩码、记录单、夹子。
六、教学过程
（一）复习引入
1. 前几节课我们学习了哪几种古老的计时方法？（太阳钟、水钟）
2. 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。机械摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。（板书课题）
3.为什么说机械摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。我们来观察一下这些摆钟，你发现它们的相同点是什么？（都有一个摆）
4.机械摆钟能精确计时是否跟这个摆有关，这个摆到底有什么秘密呢？我们先研究一下。
（二）制作钟摆，研究钟摆。
1．要研究摆，我们先要做一个摆。一条棉绳、螺母、一个有长杆子的铁架台，一个夹子,老师用这些材料做一个摆。(师演示)
2.我们把绳子叫做摆绳、下面的螺母这样的重物叫做摆锤。
板书：摆绳、摆锤
3. 现在老师让这个摆摆动起来,用大拇指与食指捏住摆锤，拉直摆绳，摆绳与铁架台形成一个角，这个角大小称为摆角（板书），然后轻轻放手，摆就摆动起来了。小组也制作一个摆，观察摆的摆动，摆的摆动有什么变化。（先快后慢、摆动幅度大摆得快、会慢慢停下来、摆的时候会偏转的，一开始摆的幅度很大，后来角度慢慢小了，最后停止。一开始摆动是比较匀速一样快的。）
4.摆摆动时真的是先快后慢，前面摆的次数多，后面摆的次数少，还是前后每一个时间段摆动次数都一样的，我们可以怎样设计实验来证明？
（测出前20秒，中20秒，后20秒摆摆动的次数，并比较。）
5.小组学生讨论，交流实验方法。
师出示实验注意点
（1）控制摆幅，别超过60度，来回摆动算一次。
（2）一个同学拉住摆锤，摆线拉直，听到计时员的口令后自然松手。
（3）一个同学轻声数数，不要大声，影响周围小组同学计数。
（4）控制好时间点，计时、数数、记录一定要配合好。
老师强调小组合作，这个是操作上的难点：我们计时的同学要每20秒到了喊一下“到”，但是数数的同学能不能停下来不计数呢？
计数的同学每一个20秒到，接着计数，但要重新开始，1、2、3.记录的同学则马上要把数数同学的20秒汇报数据给记录下来。三个人的合作那是相当的紧密。有信心吗？
我们请一个小组来示范一下。谁计时，谁数数，谁记录，谁操作，操作员也要帮助数数。全班同学看一下，他们合作得怎么样。
一次够了，要做三次。
6.出示实验记录单，看得懂吗？
实验重复做三次，最后算出每20秒的中间数记录在记录纸上。实验完成后，把数据填写在汇总表里。
摆动次数的观察记录
摆动次数
0~20秒
20~40秒
40~60秒
第一次
第二次
第三次
平均数
结论
7.小组实验，完成的小组上来汇总。
8.看看上面的数据，大家对于自己小组获得的数据有什么发现吗？
（大家都发现同一个摆，每20秒摆动的次数是一样的。）
那我们来推测一下，20秒内，摆动的第一次和最后一次所用的时间是怎么样？也就是这60秒里，每摆动一次，所花的时间都是怎么样的？
（一样的。）
9.我们就把摆在摆动过程中的这种每摆动一次时间都一样的规律叫做——等时性。（板书）
10.伽利略在教堂里无意中发现吊灯这个摆的规律，像我们一样多次验证发现摆的等时性，为我们人类作出了巨大的贡献。
11.现在你觉得摆钟为什么可以用来精确计时了吗？
是的，荷兰科学家惠更斯经过多年的研究，把摆的等时性应用到了摆钟中，发明了精确度较高的机械摆钟。
12.现在，我们再来看看上面的数据，你们组的摆每分钟摆动几次？
13.摆钟具有等时性。但是不同的摆，每分钟摆动的次数一样吗？
为什么每个组摆动的次数会不一样呢？我们下节课继续来研究摆。
（三）总结
今天这节课，我们研究了机械摆钟，回顾你们的研究，你们有什么收获？
（四）板书
机械摆钟
摆绳摆锤摆幅
等时性
七、作业辅导
下面是五（1）班7个组的摆的摆动次数观察记录汇总表，请你根据这些数据分析摆的摆动规律。
摆动次数的观察记录汇总表
摆动次数
0~20秒
20~40秒
40~60秒
第一组
20
20
20
第二组
18
18
18
第三组
22
22
22
第四组
17
17
17
第五组
20
20
20
第六组
19
19
19
第七组
21
21
21
结论1
结论2