资源简介

4.5 机械摆钟
01 本节导航　　02 教材精研　　03 避坑指南　　04 实战演练　　05 巩固拓展
模块01　本节导航·目标清单
【目标导航】
① 知道：摆具有等时性，同一个摆在相同时间内摆动次数相同。
② 会测量：测量钟摆和自制摆1分钟摆动的次数，归纳摆的等时性。
③ 会分析：通过分段观测说明摆幅减小与摆动快慢无关。
④ 会比较：比较不同摆的快慢，说出主要原因是摆绳长度不同。
【方法指导】
观察钟摆 → 自制摆并测量 → 分段观测快慢 → 研讨等时性 → 拓展生活中的摆
模块02　教材精研·内容全解
考点01　摆钟的构成与摆动一次
1. 聚焦问题
日晷、水钟、沙漏等简易的计时工具，可以让我们知道大概的时间，但随着人类社会的发展，人们需要更精确的计时工具。机械摆钟的出现大大提高了计时的精确度，日晷等计时工具逐渐被替代。摆钟为什么能更准确地计时
【知识扩展】摆钟由钟摆和钟面组成，钟摆又由摆杆和摆锤组成。什么是钟摆摆动1次 钟摆往返1次算摆动1次，即从一侧最高点开始到另一侧最高点再返回起始点处，算作摆动1次。摆动1次所用时间成为1个周期。
2. 摆的结构与摆幅
钟摆由摆绳和摆锤两部分构成。钟摆由最左边或最右边的位置开始摆动，往返一次记为“摆动一次”。摆幅：钟摆摆动时偏离竖直中心线的最大角度。
【温馨提示】 钟摆＝摆绳＋摆锤；往返一次算摆动1次；摆幅是偏离竖直中心线的最大角度。
考点02　测量摆动次数与等时性
1. 测量钟摆和自制摆
测量并记录钟摆1分钟摆动的次数，重复测量并记录。自制一个摆：拿一根细绳，上端固定，下端挂重物，做成一个简单的摆。组装步骤：①组装铁架台；②用细绳系好重物；③调整高度；④使摆自由摆动，测量并记录。让摆自由摆动(摆幅不要太大)，测量并记录它1分钟摆动的次数。重复多次，测量并记录摆1分钟摆动的次数。
实验现象：自制摆1分钟摆动的次数一样。实验结论：同一个摆，相同时间间隔里摆动次数都一样。随着时间的流逝，摆的摆动幅度会越来越小。摆动的方向会发生偏转，摆的速度会变慢，但是1分钟内摆动的次数还是一样的。
【知识扩展】同一个摆在摆幅较小的情况下，相同时间内摆动次数基本相同，这是单摆的等时性。根据单摆的等时性，人们制成了摆钟。
【温馨提示】 同一个摆在相同时间内摆动次数基本相同＝等时性；摆钟就是根据等时性制成的。
考点03　摆的快慢与摆幅无关
1. 分段观测
摆在自由摆动过程中，摆幅会慢慢变小，那么摆的快慢是否也在变化 在自制摆连续摆动过程中，观测并记录摆10秒钟摆动的次数，连续记录0～10秒、10～20秒、20～30秒、30～40秒各时间段的摆动次数。
实验中要注意：摆动速度变慢了吧 摆动的幅度越来越小了。摆的方向偏了。测量结果可能存在误差!用秒表计时，连续记录0～10秒、10～20秒、20～30秒、30～40秒各时间段的摆动次数。避免摆方向偏移，多次测量可以减小实验误差。
【知识扩展】摆在自由摆动时，摆幅会慢慢变小，但摆的快慢不会改变。摆的快慢只与摆绳长短有关，和摆动幅度无关。比较每个小组的数据，不同摆的摆动快慢不一样，主要原因是摆绳长度不同。
【温馨提示】 摆幅变小但快慢不变；摆的快慢只与摆绳长短有关；多次测量减小误差。
模块03　避坑指南·易错辨析
【易错1】数错摆动次数。钟摆往返1次算摆动1次，即从一侧最高点到另一侧最高点再返回起始点才算1次，不能只数单程。
【易错2】认为摆幅变小摆动就变慢。摆在自由摆动时，摆幅会慢慢变小，但摆的快慢不会改变，摆的快慢和摆动幅度无关。
【易错3】以为不同的摆快慢都一样。不同摆的摆动快慢不一样，主要原因是摆绳长度不同，等时性只针对同一个摆。
【易错4】摆幅过大。让摆自由摆动时摆幅不要太大，摆幅过大摆容易卡阻或方向偏移，影响测量结果。
【易错5】忽略误差来源。摆的方向偏了、计数不及时都会带来误差，测量结果可能存在误差，要多次测量减小误差。
【易错6】只测一次就下结论。应重复测量钟摆和自制摆1分钟摆动的次数，用多次数据归纳等时性。
【易错7】混淆“摆的速度变慢”与“摆动次数变少”。摆动速度会变慢、摆幅会变小，但1分钟内摆动的次数还是一样的。
模块04　实战演练·随堂检测
一、选择题
1. 人类计时器的发展有一定的顺序。下列按从简单到精细的顺序排列的一组是（　）。
A. 日晷—水钟—摆钟　　　B. 摆钟—日晷—水钟　　　C. 水钟—摆钟—日晷
2. 同一个摆在相同的时间内摆动的次数（　）。
A. 相同　　　B. 与摆动的幅度有关　　　C. 不相同
3. 摆钟的摆1分钟摆动（　）次。
A. 50　　　B. 60　　　C. 70
4. 根据单摆的（　），人们制成了摆钟。
A. 准确性　　　B. 等时性　　　C. 便利性
二、实验探究题
5. 科学小组用简易摆进行了摆动实验，摆开始摆动后每隔15秒，记录摆动的次数和左右摆开的距离，每次一分钟，重复三次后计算平均数。从观察记录表中可以看出，这个摆开始摆动后，摆动的幅度逐渐________，而相同时间内摆动的次数________。
模块05　巩固拓展·课后提升
【拓展活动】生活中的“摆”
观察生活中的各种“摆”，它们摆动的快慢相同吗 节拍器摆动很快，还可以调节快慢；秋千摆得慢。不同的摆摆动快慢不同，主要与摆绳（摆杆）长短有关。
【衔接下一课】
不同摆的摆动快慢不一样，主要原因是摆绳长度不同。摆的快慢与摆绳长短有什么具体关系 怎样做一个1分钟摆动60次的摆 下节课我们研究“制作钟摆”。
参考答案（实战演练·供自评）
一、选择题：1. A　　2. A　　3. B　　4. B
二、实验探究题：5. 摆动的幅度逐渐减小，而相同时间内摆动的次数相同。
AIGC标识: 0e26485c-1e83-4029-8ae3-f7609ceb52c4

展开更多......

收起↑