资源简介

第 5 课 机械钟摆
【教学目标】
科学观念
知道机械摆钟依靠摆的等时性精准计时；
认识摆的组成（摆绳、摆锤），了解摆摆动的基本特点。
科学思维
通过实验数据总结摆的运动规律；
推理摆幅大小与摆动快慢的关系，分析不同摆摆动快慢存在差异的原因。
探究实践
1. 观察钟摆和自制单摆的运动，多次测量单位时间内摆的摆动次数，整理分析实验数据。
态度责任
1. 了解计时工具的发展历程，感受科技进步；尊重实验数据，客观看待实验误差。
【教学重难点】
重点：认识摆的等时性，掌握摆的基本结构与运动特点。
难点：理解摆幅变小但摆动快慢基本不变的规律；区分摆的摆动幅度、摆动速度两个概念。
【教学准备】
教学课件（含实验视频：摆运动的特点）、铁架台、细线、不同质量的摆锤等。
【教学过程】
教学环节 教学活动
聚焦：回顾旧知，引入新法 （5 分钟） 提问：通过前几节课的学习，你知道了哪些计时器？ （预设：日晷、水钟、沙漏……） 谈话：借助这些工具我们可以知道大概的时间，人们一直在探索更精确的计时器，而摆钟的出现大大提高了钟表的精确度。为什么它能更精确地计时？
探索：观察现象，发现规律 （30 分钟） 活动一：摆的等时性 教师演示摆的等时性 组织讨论：你们见过机械摆钟吗？ 摆钟是怎样来计量时间的？ 教师出示机械摆钟，学生观察摆钟并组内交流。 （预设：它根据摆动的次数计时、摆钟的摆一秒钟摆一次……） 课件展示摆钟的结构图，介绍摆锤、摆绳。 提问：为什么摆钟能够更精确地计时？ （预设：它的摆动是有规律的……） 预测：猜测一下摆钟里的摆一分钟能摆动几次。 提问：怎么测量摆在一分钟内摆动的次数？怎样算摆动一次？ （预设：测一下一分钟内这个摆摆动的次数，从起点出发回到起点算摆动一 次……）
教学环节 教学活动
探索：观察现象，发现规律 （30 分钟） 教师演示测钟摆摆动的次数：一次、两次、三次。 引导思考：只花一分钟测一次行吗？再测一次还会是这个结果吗？ （预设：需要进行重复实验……） 学生实验，完成记录单，教师巡视。 组织交流：对比三次测量结果，说一说你的发现。 （预设：钟摆每分钟摆动的次数是相同的。） 提问：现在你能理解它为何能精确地计时了吗？ 自制单摆 过渡：除了摆钟里的摆，其他的摆在摆动时是否也有同样的规律呢？ 我们也动手做一个摆，研究一下它摆动时的特点。 （绿卡图书交流科学问题） 出示材料，演示单摆的制作。（播放实验视频演示，见课件） 布置任务：请同学们利用上述材料做一个摆，让你的摆自由摆动起来（幅 度不能过大或过小）。 提问：你们的摆能自由摆动起来了吗？在摆动过程中你有什么发现？ （预设：摆动的幅度越来越小了；摆动的方向会有点变化……） 提问：它在相同时间内摆动的次数会相同吗？（预设：相同、不同。） 研讨方案：如何准确地去测量摆在 1 分钟内摆钟的次数？ 问题 1：测几次？（预设：测三次。） 问题 2：如何分工？ （预设：需要至少三名同学密切配合，一个计时员、一个计数员、一个记录 员……） 小组上台演示。 分组实验：学生组内分工合作，观测摆在一分钟内摆动次数，完成记录单。 教师巡视指导，汇总每组数据。
研讨：归纳原理，辨析局限 （10 分钟） 交流汇报：分析你们组的数据，说说你的发现。 （预设：同一个摆在相同时间内摆动次数相同。） 小结：同一个摆，在相同时间内摆动的次数相同。这就是摆的等时性。 引导思考：老师将每个小组的数据汇总在这张表格中，分析表中数据，你 还有什么发现？（预设：不同的摆在相同时间内摆动次数不同。） 提问：不同的摆，为什么在相同时间内摆动次数会不同？ （预设：可能跟摆绳的长短有关……） 带着你的猜测，课后设计实验继续探究，去检验一下！
教学环节 教学活动
拓展：学以致用，延伸生活 （15 分钟） 生活链接：观察生活中的摆，它们摆动快慢相同吗？ 引导学生想一想它们在生活中的运用。 课堂总结：师生共同总结“ 摆的摆幅越来越小，但是在相同时间摆动次数 相同”。
板书设计 第 5 课 机械钟摆 时间第一个 10 秒第二个 10 秒第三个 10 秒摆动次数
摆的等时性：同一个摆，在相同时间内摆动次数一样。
【教学反思】
本节课的重点是动手制作一个摆，并观测其一分钟摆动的次数。测量自制摆每分钟摆动几次，是一个很有意思的活动。学生通过分析会发现同一个摆每分钟的摆动次数是相同的，但是不同的小组测量的结果又是不同的，这为下一课对摆的快慢进行研究做了铺垫。如何让学生获得准确的数据对本课的问题探究，以及学生科学素养的提升都是至关重要的。因此，每组的观测活动至少需要三名同学的密切配合，一人报时，一人数摆动次数，还有一人及时记录。教师要帮助学生解决好操作层面的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数？怎样做到摆动开始与计时开始的同步？总之，要让学生所测量的数据尽可能精确，这也是学生开展后续探究活动并发现规律的基础。

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