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教科版五年级科学下册第四单元《地球的运动》
第3课《证明地球在自转》教学设计
【教学目标】
科学概念：
1.摆具有保持摆动方向不变的特点。
2.“傅科摆”摆动后，地面的刻度盘会与摆的摆动方向发生偏移，这可以证明地球在自转。
过程与方法：
1.通过摆的实验探究，了解摆的特点，并借此理解“傅科摆”的原理。
2.通过提供的有关“傅科摆”的资料，理解人类是如何直接证明地球在自转的。
情感、态度、价值观：
1.懂得地球自转需要实证的。
2.尊重事实，重视证据，认识到地球的自转虽无法直接观察到，但通过实验，仍可以证实。
【教学重难点】
重点：摆具有保持摆动方向不变的特点。
难点：傅科摆证明地球自转的原理。
【教学准备】
教师：“傅科摆”的文字和视频资料、北京天文馆傅科摆的视频、其他证明地球自转的视频等。
小组材料：螺母两个+棉线一根（适量长度）=一个摆、一个铁架台、一个可转动的圆盘（餐桌的转盘）。
【教学过程】
一、视频引入：你看到了什么？
师播放视频：火车在行驶过程中，车内的乘客看到车外的风景发生了什么变化？
生：（预设：车外的车、人等都在往后运动。）
师追问：火车停了呢？车外的车、人还在往后运动吗？
生：（预设：火车停后，车外的车、人没有往后运动。）
师：这是为什么呢？
生：（预设：因为物体的相对运动。）
（说明：如果学生能说出相对运动，可以让其来说说相对运动是什么，教师可以适当引导；如果学生无法说出相对运动，教师不要急着去讲，可以可以引导他们模拟傅科摆的摆动，自己领悟体会。）
师：这个现象和我们今天要研究的难题有很大的关联，我们一起来挑战吧！
师引出课题：今天我们要来证明地球在自转。板书课题：证明地球在自转。
二、模拟傅科的摆：探究摆的特点
师：哥白尼认为地球在自转。可人们一开始就对这一观点表示怀疑，因为当时没有人观察到地球在自转。虽然我们现在已能通过人造卫星等观测到地球确实在自转，可前人是怎样通过实验来证明地球在自转的呢？
师出示傅科的资料，引导学生：法国一位名叫傅科（1819—1868）的物理学家，在家中研究摆的规律时偶然发现：将摆和它的支架放在一个圆形底盘上，将摆摆动起来并且慢慢地转动圆底盘时，摆摆动的方向并没有随着圆盘的转动而转动，而是基本不变。
师：我们在第三单元已经学过摆具有保持摆动方向不变的特点。今天我们用身边的材料也来制作一个像傅科一样的摆。
师出示材料：可转动的小圆盘（餐桌上的转盘）、铁架台、棉线、螺母两个。
师引导学生模拟傅科的摆：
1.用铁架台做支架，挂上一个摆（棉线+两个螺母）。
2.将铁架台和摆一起放到一个圆底盘（餐桌的转盘）上。
3.先让摆前后来回摆动起来，再缓慢而平稳地转动圆底盘（如下表格）。观察当圆底盘转动后，摆摆动的方向变了吗？是跟着圆盘一起转动了还是基本不变？并记录在下表中。
摆的方向记录
底盘和摆架转动情况 摆摆动方向
第一次 第二次 第三次
未转动时 ? ? ?
缓慢而平稳地转动90度后
缓慢而平稳地转动180度后
缓慢而平稳地转动270度后
缓慢而平稳地转动360度后
我的结论是
师出示小提示：1.把实验室中的黑板作为参照物，根据黑板来判断摆摆动的方向。2.按照实验方法，依次将底座顺时针转动90°、180°、270°、360°，用“?”（表示前后来回）或“?”（表示左右来回）记录摆的摆动方向，并分别重复三次。
生模拟傅科摆，记录现象。教师适当引导。
（说明：这个实验如果餐桌转盘太大，可以演示。）
师生共同交流（预设）：
摆的方向记录
底盘和摆架转动情况 摆摆动方向
第一次 第二次 第三次
未转动时 ? ? ?
缓慢而平稳地转动90度后 ? ? ?
缓慢而平稳地转动180度后 ? ? ?
缓慢而平稳地转动270度后 ? ? ?
缓慢而平稳地转动360度后 ? ? ?
我的结论是 摆具有保持摆动方向不变的特点。
三、认识傅科摆
师引导学生阅读书本P78有关“傅科摆”的资料：
在1851年，也就是“日心说”发表300年后，傅科根据他在日常生活中的发现，用实验证实了地球在自转。傅科将一个摆长为60余米、重27千克的铁球摆锤吊挂在一个高高的圆顶大厦里（巴黎万神庙），并且在摆下的地面上画上一个刻度盘。当时，许多人都来观看这一奇妙的实验。摆摆动起来，随着时间一分一秒地流逝，人们惊奇地看到：刻度盘所指示的方向与摆摆动的方向悄悄地发生着“偏转”，并且是沿顺时针方向发生偏转。由于摆能保持摆动方向不变，所以这恰好证明了地球在旋转。人们终于亲眼看到了地球在自转。
“傅科摆”作为地球自转的有力证据，现已为世界所公认。我国北京天文馆的大厅里就有一个“傅科摆”，一个金属球吊在高高的圆穹顶上，摆下面是一个有刻度的大圆盘。摆摆动时人们可以在刻度盘上读取旋转的度数。前去参观的人们都喜欢在这里停留一段时间，亲眼看一看地球是怎样自转的。
（说明：这一环节，教师也可以引导学生观看傅科摆的视频来认识傅科摆。）
师引导学生交流讨论：
1.“傅科摆”是怎样一种特殊的摆？
（预设：摆长长、摆锤重、摆下的地面上有一个刻度盘）
为什么要这样设计？
（预设：摆长长、摆锤重，可以摆动时间长、防止空气阻力等外力对实验的影响）
2.“傅科摆”摆动后发生了什么现象？
（预设：随着时间一分一秒地流逝，刻度盘所指示的方向与摆摆动的方向悄悄地发生着“偏转”，并且是沿顺时针方向发生偏转。）。
3.看到这一现象后，人们就说亲眼看到了地球的自转，为什么能这么说？
（预设：因为摆能保持摆动方向不变，是刻度盘在发生偏转，也就是我们脚下的地球在自转。）
师：但是，“傅科摆”会不会只是偶然出现的情况呢？现在，“傅科摆”作为地球自转的有力证据，已经被世界所公认。我国北京天文馆的大厅里也有一个“傅科摆”，我们来看看这个“傅科摆”。（师播放北京天文馆的“傅科摆”）
生观看视频，感受北京天文馆“傅科摆”的摆动情况。
师：除了“傅科摆”，你们还知道哪些地球自转的证据？
生交流。（预设：昼夜交替的现象、不同地方的时间差异、物体偏向——北左南右，赤道不偏转、日月星辰东升西落等。）
（说明：若学生找不出其他证据，可以用视频引导或者课后去寻找资料。）
四、对昼夜现象进行解释
师：原来关于昼夜现象的解释，需要修改吗？你们认为哪些解释是正确的，哪些可以排除掉？为什么？
生讨论交流。（预设：地球静止不动的都可以排除，至于地球公转，还没有新的证据，先保留下来）。
五、课堂练习
傅科摆可以证明（ ）。
A. 地球围着太阳公转的同时也在自转
B. 太阳不动，地球围着太阳公转
C. 地球自转
答案：C。
五、板书设计
证明地球在自转
傅科摆：
原因：摆能保持摆动方向不变
结论：地球在自转
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(共16张PPT)
科学教科版 五年级下
视频引入
火车在行驶过程中，车内的乘客看到车外的风景发生了什么变化？
车外的车、人等都在往后运动。
火车停了呢？车外的车、人还在往后运动吗？
火车停后，车外的车、人没有往后运动。
相对运动
证明地球在自转
模拟傅科的摆：探究摆的特点
法国一位名叫傅科（1819—1868）的物理学家，在家中研究摆的规律时偶然发现：将摆和它的支架放在一个圆形底盘上，将摆摆动起来并且慢慢地转动圆底盘时，摆摆动的方向并没有随着圆盘的转动而转动，而是基本不变。
材料：
可转动的小圆盘（餐桌上的转盘）
模拟傅科的摆
铁架台
棉线
螺母
摆
1.用铁架台做支架，挂上一个摆（棉线+两个螺母）。
2.将铁架台和摆一起放到一个圆底盘（餐桌的转盘）上。
3.先让摆前后来回摆动起来，再缓慢而平稳地转动圆底盘（如下表格）。
观察当圆底盘转动后，摆摆动的方向变了吗？是跟着圆盘一起转动了还是基本不变？并记录在下表中。
摆的方向记录
底盘和摆架转动情况 摆摆动方向
第一次 第二次 第三次
未转动时
缓慢而平稳地转动90度后
缓慢而平稳地转动180度后
缓慢而平稳地转动270度后
缓慢而平稳地转动360度后
我的结论是
小提示：
1.把实验室中的黑板作为参照物，根据黑板来判断摆摆动的方向。
2.按照实验方法，依次将底座顺时针转动90°、180°、270°、360°，用“?”（表示前后来回）或“?”（表示左右来回）记录摆的摆动方向，并分别重复三次。
交流
摆的方向记录
底盘和摆架转动情况 摆摆动方向
第一次 第二次 第三次
未转动时
缓慢而平稳地转动90度后
缓慢而平稳地转动180度后
缓慢而平稳地转动270度后
缓慢而平稳地转动360度后
我的结论是
摆具有保持摆动方向不变的特点。
认识傅科摆
在1851年，也就是“日心说”发表300年后，傅科根据他在日常生活中的发现，用实验证实了地球在自转。傅科将一个摆长为60余米、重27千克的铁球摆锤吊挂在一个高高的圆顶大厦里（巴黎万神庙），并且在摆下的地面上画上一个刻度盘。当时，许多人都来观看这一奇妙的实验。摆摆动起来，随着时间一分一秒地流逝，人们惊奇地看到：刻度盘所指示的方向与摆摆动的方向悄悄地发生着“偏转”，并且是沿顺时针方向发生偏转。由于摆能保持摆动方向不变，所以这恰好证明了地球在旋转。人们终于亲眼看到了地球在自转。
讨论交流
1.“傅科摆”是怎样一种特殊的摆？
摆长长、摆锤重、摆下的地面上有一个刻度盘。
为什么要这样设计？
摆长长、摆锤重，可以摆动时间长、防止空气阻力等外力对实验的影响。
2.“傅科摆”摆动后发生了什么现象？
随着时间一分一秒地流逝，刻度盘所指示的方向与摆摆动的方向悄悄地发生着“偏转”，并且是沿顺时针方向发生偏转。
3.看到这一现象后，人们就说亲眼看到了地球的自转，为什么能这么说？
因为摆能保持摆动方向不变，是刻度盘在发生偏转，也就是我们脚下的地球在自转。
“傅科摆”作为地球自转的有力证据，现已为世界所公认。我国北京天文馆的大厅里就有一个“傅科摆”，一个金属球吊在高高的圆穹顶上，摆下面是一个有刻度的大圆盘。摆摆动时人们可以在刻度盘上读取旋转的度数。前去参观的人们都喜欢在这里停留一段时间，亲眼看一看地球是怎样自转的。
讨论交流
除了“傅科摆”，你们还知道哪些地球自转的证据？
课后再去找一找其他证据。
对昼夜现象进行解释
原来关于昼夜现象的解释，需要修改吗？你们认为哪些解释是正确的，哪些可以排除掉？为什么？
课堂练习
傅科摆可以证明（ ）。
A. 地球围着太阳公转的同时也在自转
B. 太阳不动，地球围着太阳公转
C. 地球自转
C
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