小学科学《钟摆的秘密》

摆的秘密

秋千是生活中一个典型的摆，秋千的底座就是摆的摆锤，秋千的绳子就是摆的摆线。

一个摆由摆锤和摆线两部分组成。摆线摆锤摆的组成什么叫摆动一次？

摆在摆动时，摆出去，再回来，叫摆动一次。

制作一个摆怎样制作一个摆？（讨论交流）给出材料:

铁架台,细线,钩码学生演示:

把荡秋千画面表现出来（注意：在一个竖直面上摆动）探究实验，自主学习30秒钟内摆摆动了几次？重复实验（三次）师生讨论结论：同一个摆，在相同的时间内摆动的次数相同。我们的摆一分钟摆动的次数我们的摆在30秒内摆动的次数第一次（）次第二次（）次第三次（）次测摆摆动10秒摆动的次数。不改变其他条件，将摆幅增加，测10秒摆动次数。你发现了什么？摆的等时性原理：同一个摆，摆动的快慢是一定的，即每摆动一次所需时间相同。讨论:摆动的快慢与哪些因素有关?与摆线的长度有关与摆锤重量有关与两者都有关分工合作老师：计时。学生1：让摆摆动起来。其余学生：数摆动的次数（默数）。记录数据。验证猜想。与摆线长度有关摆线长摆锤重30秒摆动次数15厘米50克20厘米50克30厘米50克我的发现:与摆锤重量有关摆锤重摆线长30秒钟摆动次数50克10厘米60克10厘米70克10厘米我的发现:表达交流，得出结论:摆的摆动快慢与摆线长度有关，与摆锤重量无关小结2、不同的摆，摆线越长，摆动越慢；摆线越短，摆动越快。摆的快慢与摆线长短有关，摆的快慢与摆锤重量无关。同一个摆在相同的时间内摆动的次数相同。每摆动一次所需时间相同。<一>、怎样使你的摆摆动的慢一些？

考考你：加长摆线<二>、小朋友玩同一个秋千1、力气大的荡得快，对吗？2、体重小的荡得快，对吗？3、体重大的荡得快，对吗？4、谁荡得快呢？为什么？1、摆为什么能长时间不停的摆动？2、过一段时间为什么会慢慢停下来？思考：静止的摆在外力的作用下开始摆动，在摆动过程中能量不断转化；一段时间后，摆又在外力的作用下慢慢停下来。用物理学知识来解释：运动的单摆储存有机械能。有机械能就要动。于是，单摆就在动能和重力势能的转化中运动起来。

停下来，是因为支点和空气的阻力和摩擦，使单摆的机械能耗散的结果。一般以热能的形式耗散。巩固练习，拓展延伸用自己所学的知识，设计一个60秒摆动20次的摆，看谁做的又快又准确。伽利略与摆人类生活在时间的长河中，一直探索测量时间的方法。古人发明了用沙漏、水钟等测量时间的装置，到了17世纪还在沿用这种计时手段。1656年，惠更斯制造出人类历史上第一个摆钟，使人类对时间的测量进入崭新的时代。摆钟是利用单摆的等时性原理测量时间的。那么，单摆的等时性是如何发现的呢？下面就讲一讲这个故事。科学小故事——伽利略的脉搏仪伽利略带着初次发现的喜悦回到自己的房间，但是他并没有就此罢休。伽利略是一位十分认真又喜欢研究问题的人，根本不会满足只从一次实验中得到的结果。对于自然现象，他总是反复进行实验研究，通过严密推理探索客观规律，对单摆规律的研究也是如此。伽利略回到房间后，到处寻找实验所需要的东西。他找来丝线、细绳、大小不同的木球、铁球、石块、铜球等实验用品，在他的桌子上堆满了这些“乱七八糟”的东西。伽利略用细绳的一端系上小球，将另一端系在天花板上，这样就做成了一个单摆。用这套装置，伽利略继续测量摆的摆动周期。他先用铜球实验，又分别换用铁球和木球实验。实验使伽利略看到，无论用铜球、铁球，还是木球实验，只要摆长不变，来回摆动一次所用时间就相同。这表明单摆的摆动周期与摆球的质量无关。可是，摆动周期是由什么决定的呢？伽利略继续从实验中寻找答案。伽利略首先做了两个摆长完全相等的单摆测量它们的周期，测量结果使他看到这两个单摆的周期完全相等。他又做了十几个摆长不同的摆，逐个测量它们的周期。实验表明：摆长越长，周期也越长。在实验基础上通过严密的逻辑推理，伽利略证明了单摆的周期与摆长的平方根成正比，与重力加速度的平方根成反比。这样，伽利略不但发现了单摆的等时性，而且发现了决定单摆周期的因素。

最初的发现

1564年2月15日，伟大的物理学家伽利略出生于意大利比萨城的一个没落贵族家庭。他出生不久，全家就移居到佛罗伦萨近郊的一个地方。在那里，伽利略的父亲万桑佐开了一个店铺，经营羊毛生意。孩提时的伽利略聪明可爱，活泼矫健，好奇心极强。他从不满足别人告诉的道理，喜欢亲自探索、研究和证明问题。对于儿子的这些表现，万桑佐高兴极了，希望伽利略长大后从事既高雅、报酬又丰厚的医生职业，1581年，万桑佐就把伽利略送到比萨大学学医。可是，伽利略对医学没有兴趣，他却把相当多的时间用于钻研古希腊的哲学著作，学习数学和自然科学。伽利略是一位虔诚的天主教徒，每周都坚持到教堂做礼拜。1582年的一天，伽利略到教堂作礼拜。礼拜开始不久，一位修理工人不经意触动了教堂中的大吊灯，使它来回摆动。摆动着的大吊灯映入了伽利略的眼帘，引起他的注意。伽利略聚精会神地观察着，脑海里突然闪出测量吊灯摆动时间的念头，凭着学医的经验，伽利略把右手指按到左腕的脉搏上计时，同时数着吊灯的摆动次数。起初，吊灯在一个大圆弧上摆动，摆动速度较大，伽利略测算来回摆动一次的时间。过了一阵子，吊灯摆动的幅度变小了，摆动速度也变慢了，此时，他又测量了来回摆动一次的时间。让他大为吃惊的是，两次测量的时间是相同的。于是伽利略继续测量来回摆动一次的时间，直到吊灯几乎