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大象版.科学四年级下册（2024新版）第四单元《精确时间的步伐》
4.5《钟摆的秘密》同步探究学案
【活动目标】
科学观念：知道伽利略发现了摆的等时性，即同一个摆，相同时间内摆动次数相同；了解摆的摆动快慢只与摆线长短有关，摆线越短摆动越快，摆线越长摆动越慢；知道摆锤质量不影响摆的摆动快慢；了解惠更斯在摆的等时性基础上发明机械摆钟，知晓计时工具不断迭代发展的历程。
科学思维：能针对摆的摆动快慢影响因素提出合理假设，能通过控制变量的对比实验分析实验数据、对比实验现象，归纳得出摆的摆动规律；能结合计时工具发展史，推理总结科技改进的规律，形成严谨的实证思维与归纳思维。
探究实践：能利用支架、细线、螺帽等材料制作简易的摆；能规范开展对比实验，分别探究摆长、摆锤质量对摆动快慢的影响，准确记录10秒内摆动次数；能根据规律调整摆长，制作出1分钟摆动60次的精准摆。
态度责任：学习科学家善于观察、大胆质疑、反复实验、坚持不懈的探究精神；在小组实验中学会分工协作、尊重实验数据、如实记录现象；体会人类不断优化计时工具、追求精准的科学探索精神。
【活动方案】
1.材料准备：实验支架、细线、螺帽（垫圈）、量角器、秒表、记录表格。
2.实验方法：采用控制变量法，每次只改变一个条件，保持其他条件不变，保证实验科学严谨。
3.分组安排：小组分工合作，专人负责操作、计时、计数、记录、复盘，全员参与探究。
4.活动流程：情境导入→了解摆的发现史→制作简易摆→对比实验探究摆的快慢影响因素→调试精准摆→总结拓展。
5.核心任务：验证摆的等时性，探究摆长、摆锤质量与摆动快慢的关系，掌握控制变量实验方法。
【新课导入】
水钟解决了日晷受天气、光照限制的问题，但依旧存在不便携带、精度有限的缺点。为了获得更精准、更稳定的计时工具，科学家不断探索。1582年，伽利略从教堂摆动的吊灯中发现了伟大的秘密，从此开启了摆钟计时的新时代。小小的摆里藏着怎样的计时奥秘？是什么决定了摆的摆动快慢？今天我们一起探究钟摆的秘密。
【聚焦】
活动一：学史明理——了解摆的发现与摆钟的发明
活动二：动手实验——验证摆的等时性
活动三：对比探究——揭秘影响摆摆动快慢的因素
采用控制变量法开展两组对比实验。第一组：保持摆锤质量不变，改变摆线长短，分别测试10厘米、15厘米等不同摆长10秒内的摆动次数，发现摆线越短，摆动越快，摆线越长，摆动越慢。第二组：保持摆长不变，更换不同质量的螺帽摆锤，测试摆动次数，发现摆锤质量不影响摆动快慢。整合实验结论，总结规律：摆的摆动快慢只与摆线长短有关，与摆锤质量无关。最后根据规律调整摆长，尝试制作1分钟摆动60次的标准摆。
【拓展】
1.规律拓展：结合本节课结论，解释生活中摆钟走时不准的原因，学会通过微调摆长校准摆钟时间。
2.体系拓展：完整梳理计时工具发展顺序：日晷→水钟→摆钟→电子表→原子钟，总结计时工具越来越精准、便捷的发展规律。
3.思维拓展：思考为什么实验要多次重复测量、为什么要使用控制变量法，体会科学实验的严谨性。
【活动反馈】
一、基础训练填空：
1.摆的等时性是科学家（ ）发现的。
2.摆的摆动快慢与（ ）长短有关，与摆锤质量无关。
3.摆线越短，摆的摆动速度越（ ）。
4.1656年，科学家（ ）发明了机械摆钟。
5.同一个摆，在相同时间内摆动的（ ）是一样的。
二、能力提升选择（5个选择题，3选1）
1.下列会影响摆摆动快慢的因素是（）。
A.摆锤质量 B.摆线长短 C.摆动幅度
2.想要让摆摆动得更快，可以（）。
A.缩短摆线 B.加长摆线 C.加重摆锤
3.首次发现摆具有等时性的科学家是（）。
A.惠更斯 B.伽利略 C.牛顿
4.制作1分钟摆动60次的摆，核心调整方法是改变（）。
A.摆线长度 B.摆锤重量 C.摆动角度
5.关于摆的实验说法正确的是（）。
A.摆锤越重摆动越快 B.摆线越长摆动越慢 C.摆动快慢与摆长无关
参考答案
一、基础训练填空
1.伽利略 2.摆线 3.快 4.惠更斯 5.次数
二、能力提升选择
1.B 2.A 3.B 4.A 5.B
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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