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摆的等时性是摆动一次时间相同还是时间一定摆动次数相同 大家怎... [复制链接]

傅蒋
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t T
发表于 2023-11-25 13:10 |只看楼主
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此处内容为根据后面老师们的回帖进行总结答复
1.两句话到底哪一句对？可以明确地说，就是第一句对，大家可以自己去看看高中物理的相关教学微课视频，都是强调一次摆动的时间相同。9楼有贴图。

2.两句话意思一样吗？我也可以明确地说，就是不一样。原因有3点
（1）两句话触及的本质不一样。摆是一种周期性运动，每个周期摆动的时间不变，是摆自身的属性，我们描述摆的特性时，必然要强调摆的这个自身属性，而相同时间内摆动次数不变，并没有触及到问题的本质与核心，他只是一个实验的结论，不能作为概念本身。你可以近似地理解为第一句是公理，第二句是推论。两者都能得到相同的结果，但本质是不同的，逻辑关系上的前后顺序也是不同的。

（2）第一句一定能得到第二句，但严格来说，按新教材的实验，第二句不一定能得到第一句。可以假想摆本身就是会变慢的，但变慢的过程与摆幅无关，只与时间有关，按照新教材的实验，三组实验都是从头开始摆动，那么这种摆，也能得出一定时间内摆动次数相同。而老教材中，数的次数是同一次摆动中，第一个10秒，第2个10秒，第3个10秒……这与新教材每次实验都重头开始摆动是不一样的。老教材的实验方式明显更正确，只是这个10秒实在太短了，数起来误差会很大，20-30秒还差不多。铁球的摆可以摆很长时间的。

（3）学生对这两句话的感悟是不一样的。也许我们成人知道摆的本质属性，觉得这两话没什么区别，但儿童的视角能看懂第二句，但并不理解第一句。可以参看32楼老师的反馈。可见，新教材的实验学生的感悟并没有触及到摆的本质属性，他们仍然觉得摆变慢了，时间变长了。原因在于三次实验都是从头开始做的，是三组独立的时间，并不是一次实验中的前中后三个时间段。
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摆的等时性是摆动一次时间相同还是时间一定摆动次数相同 ，大家怎么看？

我没有教过五年级的老教材，不知道大家以前怎么教的，新教材的五年级帮其他老师执导过一节课，发现很奇怪的事，单摆等时性概念发生了转变


老教材的教参里是这么写的，
同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的，根据摆的等时性，人们制成了摆钟。
老教材的课本后面的资料库阅读是这么写的
只要摆绳的长度一定，摆动一次的时间就一定，这就是单摆的等时性。
尽管做的实验也是数一定时间内摆的摆动次数，但概念上的定义就是摆动一次的时间。
我不知道大家老教材是怎么教的，但不管教材还是教参，对等时性的描述，明确地都写出了摆动一次时间相同。


但新教材却变味了，摆的等时性变成了同一个单摆在相同时间内摆动的次数相同。
手头没有新教材和新作业本，拿配套的教案截图一下。






手头没有新教材，先用配套教案截图一下
最后编辑傅蒋 最后编辑于 2023-11-26 19:08:36
本主题由 超级管理员 金亚军 于 2023/11/26 12:17:52 执行 设置精华/取消 操作
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发表于 2023-11-25 13:12 |只看该用户

哪个更适合学生根据现有条件进行研究呢
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傅蒋
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发表于 2023-11-25 13:19 |只看楼主

为什么要把这个科学定义做这样的变化，我觉得这是不严谨的。
首先这是一个科学概念，概念本身是长久以来不断优化定义形成共识的，怎么可以随着教材的修订而随意发生变化呢？
除非物理学上有新的发现，原有概念已不符合新的发现。
或者学术界形成了新的共识，修改了之前的概念。比如0以前不是自然数，后来也统一叫自然数了。
或者对原有复杂的概念做了简化，比如以前的除和除以，很容易弄混，干脆都统一成除以了。
或者有新的概念加入，原有的简化版概念有了新的描述，比如没有学过负数之前3-4不能计算，学过负数以后3-4就可以算了
但摆的等时性这一概念好像没有任何以上这些需要变化因素吧？




不过也有一种可能，“同一个摆摆动一次的时间相同”本身就是简化版，不是标准的定义。那也就没比较纠结用哪句话了。
百度百科只查到摆线的等时性，说的是在同一摆线上的任意一点同时出发且在只受重力作用下运动的物体运动到摆线底端所用时间相同。并没有强调摆动一次的时间。
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傅蒋
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发表于 2023-11-25 13:24 |只看楼主

哪个更适合学生根据现有条件进行研究呢
沈银彬 发表于 2023/11/25 13:12:43
虽然从实验条件上看，数次数更容易研究，但次数相同本身就有一个很大的误差，时间可以用几点几秒准确地测量，但次数却无法准确测量，没有几点几次的概念，最多可以有半次，
比如1.3次有办法定义吗？摆是变速运动，1.3次是按距离算呢还是按时间算呢？

而且就算数次数相对简单，但最终也应该指向每一次的时间是不变的，实验方式并不影响这一结论的得出。
在高中物理实验里，就是直接拿秒表测量摆动几十次的时间，只是时间的测量要以摆到最低点开始计时，有一定讲究
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沈银彬
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发表于 2023-11-25 13:30 |只看该用户

如果测摆动一次的时间，用什么工具测？误差如何排除？
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发表于 2023-11-25 13:31 |只看楼主

我更倾向于把一定时间内摆动的次数叫做摆的速度，而不是定义成摆的等时性。速度一般是指单位时间内运动的路程，
与速度相似的概念，工作效率是指单位时间内完成的工作量，
那么摆在单位时间内完成摆动的次数，就非常符合速度的一般定义。

等时性应该是某种运动的结果时间相等，而不是时间相等的情况下，某种运动的情况一定
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发表于 2023-11-25 13:33 |只看该用户

个人觉得应该是相同时间同个摆，摆动次数相同。
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发表于 2023-11-25 13:36 |只看楼主

如果测摆动一次的时间，用什么工具测？误差如何排除？
沈银彬 发表于 2023/11/25 13:30:55
中学物理课就是拿秒表测，从摆经过最低点的时间算起，到下一次回到最低点。因为最低点速度快，测量误差小，而最高点摆会接近停滞，时间误差大。可以连续测摆动10次时间，20次时间，30次时间，最终得出的摆动一次时间都是相同的，
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发表于 2023-11-25 14:00 |只看楼主






最后编辑傅蒋 最后编辑于 2023-11-25 14:04:06
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发表于 2023-11-25 14:01 |只看该用户

可能是为了利于小学生方便研究，通过数数的方式来表达
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