机械摆钟--教学设计

机械摆钟 瑞安市红旗实验小学 张丽调【教学目标】1.科学概念l 同一个单摆，每摆动一次所需要的时间是相同的，l 根据单摆的等时性，人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。2.过程与方法l 重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数。l 动手制作一个单摆。l 观察和测量在相同时间内摆动的次数。3.情感态度价值观l 理解重复实验的意义。l 发展对计时工具研究的兴趣。【教学重点】动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。【教学难点】通过观测理解摆的等时性。【教学准备】每个小组摆锤一个，摆绳一根，铁架台一个，实验记录表两张【教学过程】一、引入师：同学们，今天老师带来了一位新朋友，想认识吗？生 回答师：它到底是谁呢？出示机械摆钟图-揭示课题Ppt出示小介绍：“hi，大家好，我叫机械摆钟，我诞生于300多年前，是一位名叫伽利略的科学家造就了我，别看我表面简单，我可厉害了，我可以非常准确地计算时间哦！师：同学们，这位新朋友机械摆钟，到底有何奥秘，为什么能如此准确地计算时间呢？2、 生活中的摆钟（意图：重复测量，摆钟每分钟的摆动次数一样）1出示一摆钟图：师：老师这儿有一摆钟，请同学们仔细观察一下它的外部结构，它由哪些部分组成的？”（学生自由说）（摆钟从外部来看，分为两个部分：钟面和钟摆。钟面上主要有指针和刻度，而钟摆则主要由摆绳和摆锤组成。（在图片上指出摆绳和摆锤两个部分）2、师：钟摆和钟面分别起到了什么作用？钟面：显示时间钟摆：摆动追问：钟摆的摆动对钟面上的时间有什么作用呢？（生：带动钟面的指针转动）师：那钟面的指针走了一分钟，下面的钟摆到底摆了几次？学生预测3.让我们一起来实际测量一下。在测量之前，老师有一个疑问，怎么样算摆了一次？”（定标准：摆过去再摆回来算一次。）师：各小组进行一下分工，谁看时间，谁记录，谁数数。完成表格一好吗？ 为什么要做三次呢？平均次数 示范表格一：摆钟每分钟摆动次数记录第_小组测量次数第一次第二次第三次 平均次数摆动次数 小组汇报数据（可能各小组数据不一样，教师讲解并下结论，存在误差是因为同学掐表的时间不精确造成的）师：机械摆钟每分钟都是摆动60次，那是不是所有的摆都是摆动60次的呢？三、观察老师的摆（意图：第一次观察看速度，第二次观察看摆幅，摆动的角度）1、出示材料 师：同学们，老师这里有螺帽，棉线，铁架台，你能帮老师做一个摆吗？ 师：怎么做？学生回答（点击出示图释：摆锤、摆绳），我们把这种简单的由一个摆锤和摆绳组成的装置叫做单摆。生上台示范做单摆2、这个单摆摆动起来的时候，有什么特点呢？教师示范，同学们认真观察一下温馨提示：1、 摆绳一定要拉直，轻轻放开，不能推一把2、摆动角度不能太大也不能太小，演示超过90 ，这么大行不行？ 3、如果摆捶碰到了铁架台或其它东西要怎么办？（实验要重新做）4、摆绳尽可能地与支架平行，避免碰到铁架台。3、师开始演示汇报：你有什么发现？生：科学的规律需要重复实验，我们再来看看，我们的摆是不是摆的幅度变小了，是不是摆的角度变化了？（师再次演示） 摆的幅度变小了，摆的角度变化了这两个现象都没有疑问了。摆的速度变化，这个怎么用实验来证明呢？你想不想亲自做个摆研究一下？四、学生制作摆（意图：研究摆的等时性）1.实验前师：那老师这里也给每个小组准备了做单摆的材料，那同学们想想看，我们怎么做才知道单摆的摆动速度是不是一样的呢？ （学生回答）师：要做好这个实验，你觉得还需要注意些什么问题？（生：要注意合作，时间要控制好，计数的同学要数得准，要及时记录） （预设：如果有学生说实验中要注意合作，师则追问：你觉得小组中怎么分工比较合理？大家觉得呢？如果没有学生说到这一点，教师则主动提问：这个实验中小组成员要怎么分工才比较合适？）1人记录，1人计时，2人数数温馨提示： 1、摆绳一定要拉直，轻轻放开，不能推一把2、摆动角度不能太大，往返算一次3、操作员要连续清晰地数数4、计时员每十秒喊一声“到”，记录员听到“到”马上记录次数5、重复实验2.学生实验，填写表格，教师巡回指导。表格二 我们小组的摆摆动次数的观察记录 第 小组 摆动次数 0-10秒 10-20秒20-30秒30-40秒 第一次 第二次第三次平均数我们的发现：同一个摆在自由摆动过程中，相同的时间内摆动的次数 。（变快、变慢或不变）做好的小组，上台汇总数据摆动次数的数据汇总表组别010秒的摆动次数1020秒的摆动次数2030秒的摆动次数3040秒的摆动次数1234567891011123.汇报交流师：（提问几个小组）你们有什么发现？（同一个摆在连续摆动过程中，相同时间内摆动的次数是相同的或者大部分是相同的。）师：（提问有误差的小组）为什么你们的数据不一样呢？（学生回答）老师真高兴，经过我们全班同学的实验，我们终于得出：同一个摆在相同时间内摆动的次数是相同的。我们把单摆的这个性质称为单摆的等时性。（点击出示：单摆的等时性）补充：伽利略是第一个发现单摆具有等时性的科学家，他提出了用摆来记时，后来荷兰的一位科学家惠更斯（点击出示惠更斯照片）受伽利略的观点的启发，制作出了机械摆钟。4. 分析数据，引发思考。我们再来看看刚才三个小组的