《机械摆钟》教案

第4课机械摆钟课题机械摆钟课型新授课教学目标科学知识目标知道同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质，人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。科学探究目标1.能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。2.能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。科学态度目标1.准确地测量摆的摆动次数，理解重复实验的意义。2.发展研究计时工具的兴趣。科学、技术、社会与环境目标了解社会的需求是科学技术发展的动力。教学重难点重点：动手制作一个摆，并观测摆在相同时间内摆动的次数。难点：连续测量摆摆动的次数、理解摆的等时性。教学准备为学生准备：秒表、摆锤(螺帽或其他重物)、棉线、铁架台、学生活动手册。教师准备：一个大摆钟、教学课件。流程教学设计二次备课聚焦1.引入：通过前几节课的学习，我们已经认识了像日晷、燃香、水钟、沙漏等简易的计时工具，虽然这些计时工具已经可以让人们知道大概的时间，但随着社会的发展，人们总希望有更精确的钟表，后来终于制作出了机械摆钟。(教学提示：出示各种机械摆钟的图片。)2.提问：摆钟的出现大大提高了钟表的精确度，你们知道摆钟是如何工作的吗？(预设：摆钟里面有一个重物挂在绳子的下端，绳子的上端固定。重物摆动的同时有一个发条控制着齿轮的旋转，使摆钟里的小锤每隔一个小时就敲响铃。)摆钟又是通过怎样的方式计时的呢？(预设：靠摆钟下面的钟摆连续地摆动从而带动指针转动来计时的。)3.揭题：大家知道的可真不少！今天我们就来探索一下机械摆钟的奥秘。(板书：机械摆钟)。【设计意图】了解学生对摆钟的前认知，并引导学生带着这样的问题观察摆钟并进入后面的学习。探索与研讨探索一：观察钟摆运动的特点1.讲解：出示机械摆钟，并简单介绍钟摆。2.过渡：要想知道摆钟为什么能够精确地计时，我们得先研究摆钟里的钟摆，看看它的摆动有什么规律。3.讲解：我们把钟摆往返运动一次看作一个完整的周期，即摆动一次。请大家仔细观察钟摆的摆动情况，猜测一下钟摆1分钟能摆动几次？(预设：30次；60次；……)4.布置任务：请大家测量钟摆1分钟摆动的次数。你们认为测量一次行吗？(预设：不行，可能有误差。)多测几次的结果会一样吗？(预设：一样；可能不一样。)接下来请大家亲自来验证并完成活动帮助卡。5.小结：钟摆一分钟摆动的次数是不变的，为60次，说明钟摆的摆动具有等时性。探索二：观察自制摆运动的特点1.过渡：摆是生活中很常见也很容易制作的模型，接下来让我们动手做一个摆，看看我们自制的摆的运动有什么特点？和钟摆是否一样呢？2.布置任务：指导学生分组实验，并完成实验帮助卡。探索与研讨3.研讨汇报。集体汇报帮助卡主持人：请各小组代表依次汇报你们组在实验中的发现。小组1：我们的摆1分钟摆动的次数是相同的，但是在摆动过程中，摆的摆动幅度越来越小，摆动的方向也有较小的改变。主持人：你们组的数据和其他组的一样吗？小组1：不一样。主持人：其他小组也是这样的吗？其他小组：我们每个小组测量出的数据都不太一样。主持人：谢谢大家的发言，接下来请老师为我们的汇报做总结。4.小结：同一个摆，在相同时间内摆动的次数相同，不同的摆在相同时间内摆动的次数不同。5.提问：不同的摆，为什么在相同时间内摆动次数会不同呢？(预设：跟一开始的摆动幅度有关；跟摆绳的长度有关；……)看来这个问题很值得我们继续探究。【设计意图】学生根据观察到的现象和获得的数据进行研讨，总结出不同的摆1分钟内摆动的次数并不相同，由此产生了新的问题——哪些因素会影响摆的快慢呢？这便为下一课的研究埋下了伏笔。拓展与小结拓展：课件出示资料介绍科学家伽利略和惠更斯的故事。拓展与小结【设计意图】通过伽利略和惠更斯的故事，让学生知道伟大的发现往往来源于生活，所以要细心观察生活。板书设计3.4机械摆钟摆的构成：摆的等时性：同一个摆在相同时间内摆动的次数相同教学反思在前几节课中，学生已经观察并制作过类似水钟这样的简易计时装置。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。摆的摆动快慢能改变吗？什么因素影响着摆的摆动快慢？视课堂时间，这些问题可以初步展开研讨，也可以留作悬念，在后面的学习中进行解答。课后测试一、填空题。(每个词只能用一次，选错或者使用别的词不能得分，每空2分，共20分)摆绳长度等时性周期性变化水钟水位高低摆绳长度等时性周期性变化水钟水位高低日晷机械摆钟孔的大小摆锤质量长度变化1．按计时工具的发展史进行排列：_____________、_____________、_____________。2．摆具有_____________等时性，因此可以用来计时。3．圭表是我国古代利用光影计时的一种工具，它主要利用阳光下物体影子的_____________计时。4．计时工具的设计运用了物体运动_____________的规律。5．水钟的水流速度与_____________、_____________有关。6．同一个摆，增加_____________摆绳长度，摆动变慢；增加_____________，摆动快慢不变。二、判断题。(每题2分，共20分)1．时间流逝的速度是有快慢的。 ()2．蜡烛可以用来计时，是因为蜡烛燃烧的速度是均匀的。 ()3．做水钟的关键是制作一个能以固定的速度滴水的滴漏。 ()4．同一个摆每摆动一次所需要的时间是相同的。 ()5．摆动幅度越大的摆，摆动越慢。 ()6．随着科学和技术的发展，人们制作的计时工具越来越精确。()7．摆锤质量越大，摆每分钟摆动的次数越多。 ()8．在一个底部有小孔的瓶子里分别装入100毫升和200毫升水，前50毫升水流出的速度相同。 ()9．调节摆摆动的快慢的方法是调节摆绳的长度。 ()10．目前计时精确度最高的计时工具是原子钟。 ()三、选择题。(每题2分，共20分)1．下列各种计时工具中，根据太阳和影子的关系制成的是()。A．日晷 B．沙漏 C．水钟2．各种摆钟的摆每分钟都摆动()次。A．90 B．30 C．603．制作水钟时，不需要考虑的因素是()。A．漏水孔的大小是否合适B．天气是否晴朗C．滴水速度是否固定4．比较下列计时工具，相对最精确的是()。A．机械摆钟 B．日晷 C．水钟5．我们自己做的摆在自由摆动的过程中摆动幅度会()。A．变小 B．变大 C．不变6．如图所示的三个摆，摆得最慢的是()号摆。A．1B．2C．37．瓶子中装了300毫升的水，流出前100毫升水用了1分钟，继续流完剩下的200毫升水要用的时间()。A．约2分钟 B．约1分钟 C．远远多于2分钟8．我们每天都要用钟表来确认时间，精确计时是非常重要的。下列关于精确计时的重要性说法不正确的是()。A．火车时刻表可以保障交通有序进行B．百米赛跑时，可以通过精确计时，知道是否打破了纪录C．中国航天器的研发很成熟，发射时可以任意挑选时间，不需要计时9．成成在研究摆时，让摆自由摆动40秒，前10秒和最后10秒摆动次数相比()。A．一样多 B．前10秒多 C．最后10秒多10．要想把摆钟调快一点，就必须让摆锤()。A．上升 B．下降 C．变轻四、综合题。(共40分)1．在“网课”学习期间，我们对时间的测量工具进行了研究。(14分)(1)我们用两个矿泉水瓶做成了简易水钟，请回答下列问题。①如图甲，通过研究我们发现：水位从0开始线下降到1厘米位置，比水位从1厘米下降到2厘米位置，所花的时间要_____________(填“长”或“短”)一些。②上述实验是研究()B对水流速度的影响。A．孔径大小B．水位高度C．瓶身粗细③如果给这个水钟标上刻度，图乙中刻度标注正确的是_____________(填“A”或“B”)。(2)如图为我国古代的水钟。①随着时间的流逝，浮标的位置会____________(填“升高”“下降”或“不变”)。②漏斗边上的泄水孔的作用是_____________，从而让水以均匀的速度往下流。(3)随着科技的发展，计时工具从古至今也在不断地发展。观察下图，你有什么感受？(4分)2．小明设计实验探究了“摆的快慢与哪些因素有关”，实验记录如下表。(18分)不同的摆15秒内摆动次数摆摆绳长度摆动幅度摆锤质量摆动次数第一次第二次第三次①号摆10厘米40°30克202021②号摆30厘米40°30克132014③号摆30厘米40°60克141313④号摆30厘米60°60克131313(1)③号摆和④号摆研究的是摆动快慢与_____________的关系，在这个实验中，应保持不变的条件是_____________、_____________。(2)②号摆和③号摆研究表明摆动快慢与_____________无关。由于记录员粗心，上表中②号摆填错了一个数据，你认为第_____________次的数据是错的，请你写出一个可能的数据：_____________。(3)_____________号摆和_____________号摆研究的是摆动快慢与摆绳长度的关系。分析表中数据，可以得出的结论是________________________。3．下面是五年级某小组制作钟摆时的1分钟摆动次数记录表。(8分)摆绳长度45厘米35厘米25厘米第1次48次55次59次第2次48次55次59次第3次_____________48次55次59次(1)