小学科学教学论坛

注册

 

发新话题 回复该主题

【原创】证明摆“摆动方向不变”的实验改进(附自制教具) [复制链接]

1#

【原创】证明摆“摆动方向不变”的实验改进(附自制教具)

桐乡市崇德小学  陈梅娟


 


五下教学第四单元“地球在运动”的第3课《证明地球在自转》中第一个活动是:研究摆的特点。要求学生通过实验得出“摆具有保持摆动方向不变的特点。”但很多教师做不成功,主要原因的教材中队实验操作的描述和课本上的插图都有不恰当的地方。


 


教材原话如下(红色部分的描述不恰单):


哥白尼认为地球在自转。可人们一开始就对这一观点表示怀疑,因为当时没有人观察到地球在自转。虽然我们现在已能通过人造卫星等观测到地球确实在自转,可前人是怎样通过实验来证明地球在自转的呢?


摆的特点


实验已证明摆具有保持摆动方向不变的特点。让我们也来做一个类似的实验。


1. 用铁架台(或自制木架)做支架,挂上一个摆。


2. 将铁架台和摆一起放到一个圆底盘上。先让摆前后来回摆动起来,再缓


慢而平稳地转动圆底盘。


法国一位名叫傅科(18191868)的物理学家,在家中研究摆的规律时偶然发现:将摆和它的支架放在一个圆形底盘上,将摆摆动起来并且慢慢地转动圆底盘时,摆摆动的方向并没有随着圆盘的转动而转动,而是基本不变。


 


教材插图(圆盘所在的位置不恰当):


 



 


我的分析:


教材上的描述和插图,都把铁架台的竖杆当做了转动的中心轴,当转动底盘后,摆所在的摆动位置也会跟着转动,根本是无法让摆动方向不变的。如图:



 


 


所以教材上这样的指导是不合适的。但这个实验又必须做成功,因为对证明地球自转的傅科摆的理解是以此为基础的,如果这个实验做不成果,这节课根本你能往下上。


 


我的改进:


只要把转动轴的位置设在摆所在的位置,就可以解决上述问题,所以,铁架台这个器材需换掉。


我设计的“摆具有保持摆动方向不变的特点”实验装置:


把铁架台改为三角架,把重物挂在三角架上端的中心,摆动后,如果只旋转三角架的底盘,就会发现摆摆动方向基本不变了。如图:



 


 


第一次尝试:我把仪器室里的天文望远镜的支架拿来,拆掉上端的镜筒部分,挂上一个“固体热胀冷缩”实验的铜球,放在实验室最中间的那桌上,等摆摆动后,我让三名学生抬着支架的三只脚做顺时针和逆时针的运动,学生们看到了摆的摆动方向的确不会随着支架的转动而转动,实验效果不错,只是这个三角架太大,有时转着转着就到桌外了。如图:



 


第二次改进:用照相机的三角架做支架,在食堂的可转动圆桌面上做实验,拍成了录像,效果更好,如图:



 


 


第三次改进:请木匠做成了教具,但是由于做圆周运动的部件不太灵活,效果不如用餐桌圆面做的实验。如图:



[此贴子已经被作者于2011-3-28 19:56:39编辑过]

分享 转发
二剪梅园http://blog.kxsy.net/user1/6/index.html
TOP
2#

本贴收集至: 


【综合】实验教学专题资料(更新中……)http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=2&id=6835


  【综合】小学科学自制教具(更新中……)http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=2&id=9381


 


[此贴子已经被作者于2011-3-26 22:38:31编辑过]

二剪梅园http://blog.kxsy.net/user1/6/index.html
TOP
3#

自制教具专页中的链接不上。无法找到该页。是何缘故

TOP
4#

 很好的方法!
一个人能走得很快,一群人可以走得更远!
TOP
5#

脑子好使而且处处留心,想不成功都难

秦爱军  杭州建德市 QQ:403962363
我的淘宝   http://yumifeifei.taobao.com/
TOP
6#

以下是引用笼愁淡月在2011-3-26 23:07:00的发言:

自制教具专页中的链接不上。无法找到该页。是何缘故


可以的,你再试试

二剪梅园http://blog.kxsy.net/user1/6/index.html
TOP
7#

附:以前的相关讨论


 1.        反思《证明地球在自转》(秋池)http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=1&id=5466


2.        关于傅科摆实验中的一些疑惑!(欣然)http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?BoardID=1&ID=2845


3.        地球“自西向东”转或“顺时针”转,两者意思一样吗?(李愉均)http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=1&Id=2839


4.        地球自转的方向是顺时针吗(青石板)http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=1&Id=2761


5.        自转方向的一个疑问(kisa2244http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=1&Id=5720


6.        还有哪些证据可以证明地球在自转(海风)http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?BoardID=2&ID=2534

二剪梅园http://blog.kxsy.net/user1/6/index.html
TOP
8#

这个实验在进行摆的教学时还真不容易做出来,学生的摆基本都会发生方向上的偏转。
我的BLOG:
http://hi.baidu.com/caomaoyaya
http://blog.kxsy.net/user2/12762/index.html
TOP
9#

这个实验如果按照教材的方法操作是很困难的,不要说这样的圆底盘很难采到,要人工操作平稳转动底盘也难做到,还要让摆的固定点处于转轴中心那就更难达到了。因此用铁架台就不现实了,像二剪梅那样的三足架倒可以实现摆的固定点处于转轴中心的问题,但人工转动底盘的稳定性还是很难保证的,而且摆太短,摆锤太轻,摆的稳定性也较难保证。我在想,这个实验还不如将摆固定在教室内的吊扇下(用绳子绑住),摆线让它接近地面为止,摆锤采用实心球代替,这样的摆就可以解决上述缺陷,可见度也大。具体操作可以先让摆以一定的小幅度摆起来,然后稍微开一下吊扇开关后马上关掉,学生能根据吊扇叶子的位移情况得知转轴已经转过了几十度角度,而再来看一下摆的方向,还处在原来的方向摆动,从而可以很轻松地得出摆的稳定性结论。
这种做法的可行性已经在我们的公开课中得到了证实,这样操作的想法也并非我所创,而是出自我们萧山区的科学教研员何树德老师。
TOP
10#

“用三脚架来做支架”以前在群讨论时有很多老师也提过,梅姐做的很精细。何老师对于这个教具的改进更是值得我们学习。2010年在杭州市优质课评比中,有一个老师的教具是这样做的:两个圆盘一大一小,用滚珠轴承连接,能自由转动;摆挂在一个长方形框架的中央,长方形框架固定在圆盘上;转动圆盘的时候,长方形框架跟着一起转动,而摆的摆动方向不变。
TOP
11#

以下是引用张永法在2011-3-27 14:10:00的发言:
摆太短,摆锤太轻,摆的稳定性也较难保证。
“固体热胀冷缩”实验的铜球效果相对好一些
二剪梅园http://blog.kxsy.net/user1/6/index.html
TOP
12#

以下是引用张永法在2011-3-27 14:10:00的发言:
将摆固定在教室内的吊扇下(用绳子绑住),摆线让它接近地面为止,摆锤采用实心球代替,这样的摆就可以解决上述缺陷,可见度也大。具体操作可以先让摆以一定的小幅度摆起来,然后稍微开一下吊扇开关后马上关掉。
这个设计的实验效果一定会很好。不过我担心的是:在电器设备上这样直接操作,会不会有副作用(是否会给学生一种存在安全隐患的示范)?
二剪梅园http://blog.kxsy.net/user1/6/index.html
TOP
13#

利用摆的摆动方向的转变来说明地球在自转,就我个人来看,还是很难和地球自转建立一种理论上的联系,有时也只有知其然而不知其所以然,因为这一难题我也无法理解,所以闲暇之余也总喜欢思考一番,有时也有一些实验上的设计灵感,一句话:还在努力思考当中!!
TOP
14#

这一教学内容,怀疑安排在小学阶段有些仓促!容易让学生也带入知其然而不知其所以然的地步!有些囫囵吞枣的味道!!


 

TOP
15#

况且摆的东西摆动和南北摆动也会有区别,这一点论坛中有所交流!还请各位老师多多思考和交流!!
TOP
16#

这课太难理解,个人觉得是让学生理解南北极发生的偏转就足以,南北极偏转就能证明地球自转了。
QQ:573014161  网名:灰太人
TOP
17#

很好的方法!
TOP
发新话题 回复该主题