资源简介

4.6 制作钟摆
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：摆动快慢与摆绳长度有关，与摆锤质量无关；摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。
② 会辨：能探究影响摆的摆动快慢的因素。
③ 会做：能根据要求调试并制作1分钟摆动60次的摆。
④ 懂得：培养控制变量实验的能力和数据分析能力，体验科学探究的完整过程。
【方法指导】
猜测影响摆的摆动快慢的因素 → 探究摆的摆动快慢与摆绳长度的关系 → 探究摆的摆动快慢与摆锤质量的关系 → 制作1分钟摆动60次的摆
研讨 → 拓展与总结
模块02　教材精研·内容全解
考点01　猜测影响摆的摆动快慢的因素
1. 猜测影响摆的摆动快慢的因素
提问：摆的快慢可能与哪些因素有关？
教师引导学生思考：摆幅大小是否影响摆动快慢？
组织学生围绕摆绳长度、摆锤质量两个因素做出猜测并说明理由。
小结：对摆绳长度和摆锤质量分别做出猜测，用对比实验逐一检验。
摆的快慢可能与摆绳长度、摆锤质量有关；摆幅大小不影响摆动快慢。
2. 探究摆的摆动快慢与摆绳长度的关系
教师出示实验方案，引导学生明确：提出的问题——摆的摆动快慢与摆绳长度有关吗？我们的猜测——摆绳越长，摆动得越慢；摆绳越短，摆动得越快。
讲解实验方案：实验器材为铁架台、秒表、长短不同的细绳、摆锤；需要改变的条件是摆绳的长度，不能改变的条件是摆锤质量和形状、摆幅等。
讲解实验方法：1.把细绳固定在铁架台上，下端挂上一个摆锤，让摆小幅度地自由摆动，观测摆30秒摆动的次数，实验多次，取平均值。2.保持摆锤质量不变，依次缩短摆绳的长度，观测摆绳长度不同的摆30秒摆动的次数，实验多次，取平均值。
组织学生分组实验，完成记录单。
组织学生汇报数据：长绳摆动次数少（慢），短绳摆动次数多（快）。
小结：摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。
小结：对比实验证明摆绳长度影响摆动快慢。
摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快；对比实验需控制摆锤质量和形状、摆幅等条件不变。
【温馨提示】 摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快；对比实验需控制摆锤质量和形状、摆幅等条件不变。
考点02　探究摆的摆动快慢与摆锤质量的关系
1. 探究摆的摆动快慢与摆锤质量的关系
出示教材第120页的内容，教师引导学生设计实验：怎样改变摆锤质量而不会影响摆绳的长短？
讲解实验方法：把细绳固定在挂钩上，下端挂一个摆锤，让摆小幅度地自由摆动，观测并记录摆30秒摆动的次数；保持摆绳长度不变，依次增加摆锤的质量（初始值、2倍、3倍），观测并记录摆锤质量不同的摆30秒摆动的次数，实验多次，取平均值。
组织学生分组实验，完成记录单。
组织学生汇报数据：不同质量的摆锤摆动次数基本相同。
小结：摆的摆动快慢与摆绳长度有关，与摆锤质量无关。摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。
小结：摆锤质量不影响摆动快慢，摆绳长度才是关键因素。
摆的摆动快慢与摆绳长度有关，与摆锤质量无关。
2. 制作1分钟摆动60次的摆
提出任务：反复测试，不断调整和记录，使制作完成的摆正好1分钟摆动60次。
组织学生分组调试，用秒表反复测量。
提问：怎样在最短时间内完成调试？
指导调试策略：摆动次数太少说明绳太长，应缩短；次数太多说明绳太短，应加长；接近60次时小幅微调。
组织学生汇报调试成功的摆绳长度。
小结：通过反复调整，我们制作出了1分钟摆动60次的摆，这就是机械摆钟的计时原理。
小结：像工程师一样有策略地调试，才能高效完成任务。
依据摆动次数偏差有策略地调整摆绳长度，可调试出1分钟摆动60次的摆。
【温馨提示】 依据摆动次数偏差有策略地调整摆绳长度，可调试出1分钟摆动60次的摆。
考点03　研讨
1. 研讨
组织研讨问题1：摆的摆动快慢与什么因素有关？我们是怎样知道的？
组织研讨问题2：摆的摆动快慢与摆绳长度有什么关系？
组织研讨问题3：1分钟摆动60次的钟摆，它的摆绳长度有什么特点？
小结：对比实验确认摆绳长度决定摆动快慢，据此可以调试出指定快慢的摆。
摆绳越长摆动越慢、越短越快；1分钟摆动60次的摆摆绳长度大约为25厘米。
2. 拓展与总结
讲解拓展：取一根长30厘米的木条，竖直悬挂起来，使其能自由摆动，观察它的摆动快慢。
提出挑战：如果要在这个木条上固定一块金属圆片，让它正好1分钟摆动60次，圆片应该固定在什么位置？
布置任务：课后动手试验，找到圆片合适的位置。
结合板书带领学生梳理：影响摆动快慢的因素是什么？对比实验怎样设计？怎样调试出1分钟摆动60次的摆？
总结：控制变量的实验方法是我们探究多因素问题的有力工具。
小结：摆动快慢由摆长决定，这一规律可用来设计各种钟摆。
摆长决定摆动快慢；圆片固定位置越高摆长越短摆动越快。
【温馨提示】 摆长决定摆动快慢；圆片固定位置越高摆长越短摆动越快。
模块03　避坑指南·易错辨析
【易错1】学生容易一次改变多个条件，强调对比实验每次只能改变一个条件。
【易错2】学生容易在改变摆绳长度时连摆锤也变了，强调只能改变摆绳长度这一个条件。
【易错3】学生容易在增加摆锤时改变挂法导致摆绳长度变化，强调把摆锤叠加挂在同一位置。
【易错4】学生容易测一次就大改绳长，强调依据偏差幅度有策略地调整，记录每次数据。
模块04　实战演练·随堂检测
模块05　巩固拓展·课后提升
【拓展活动】钟摆调试：取一根长30厘米的木条，竖直悬挂起来，使其能自由摆动，观察它的摆动快慢。如果要在这个木条上固定一块金属圆片，让它正好1分钟摆动60次，圆片应该固定在什么位置？
【知识小结】制作钟摆；影响摆的快慢的因素：摆绳长度、摆锤质量；实验：摆绳长度影响快慢；摆锤质量不影响快慢；摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快
参考答案（实战演练·供自评）

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