机械摆钟
教学目标
1.科学观念:通过对钟摆以及自制单摆一分钟内摆动次数的重复观测,知道同一个摆在相同时间内摆动次数相同,认识到人们基于摆的等时性原理制成了摆钟,使时间的计量误差更小。
2.科学思维:基于实验中观察到的现象及获取的数据,能运用分析、比较的方法,阐明单摆的运动规律。
3.探究实践:通过了解钟摆的构造,能制作一个简易单摆并探究摆的运动特点;在实验中能准确地重复观测摆在一分钟内摆动的次数。
4.态度责任:在研究摆运动规律的过程中,能保持严谨观测的态度;通过制作、观测单摆,发展对计时工具研究的兴趣。
教学重难点
重点:基于数据的整理分析,理解摆的等时性原理。
难点:准确地观测摆钟,探究自制单摆运动的特点。
教学准备
教师:1.教学课件;2.机械摆钟一个。
学生:1.每组铁架台,棉线,筷子组装好各一个、小球一个、秒表一个;2.课堂作业本。
教学过程
一、聚焦:摆钟是怎样计时的
出示三张计时工具图片
1.分别提问:日晷,沙漏,水钟是如何计时的?
2.拿出实物机械摆钟,问:那机械摆钟是如何计时的?
揭示课题:机械摆钟。
二、探索:摆的等时性
(一)观察钟摆的运动
1. 观察这个机械摆钟,它的结构有哪些?
2.出示图片:摆钟的结构图,介绍摆锤、摆绳。
3.板书:巩固结构,学生来贴一贴摆锤、摆绳。
4.研讨:如何探究钟摆的摆动规律。
(1)提问:你觉得这个摆一分钟能摆几次?请学生预测
让学生数一数,了解学生的想法(请2位学生数)然后规定
从起点出发回到起点算摆动一次。并且规定最后一次当摆回来的时候算一次。
(2)提问:现在你们再预测一下钟摆一分钟摆几次?
拿出作业本,将预测结果记录在作业本上,然后实验验证大家的猜想是否正确。
5.交流:实验两次后,通过秒表和摆钟的同步观察,预测第三次实验结果。说一说你的发现。
(预设:钟摆每分钟摆动的次数是相同的。)
(二)自制单摆,观察摆运动的特点
1.过渡:你觉得我们随便做一个摆,一分钟也会摆60下吗?
那我们动手做一个摆,亲自测量一下。
2.出示实物材料,演示摆的制作。
3.出示作业本记录单,提问:做这个实验小组内如何分工? 注意事项有哪些?
微课视频+温馨提示
4.追问:实验还有什么不清楚吗?
5.开展实验:学生分组实验,完成记录单。教师巡视指导,汇总每组数据。
三、研讨:实验发现
1.交流汇报:纵向分析小组的数据,哪些小组三次数据完全一致的?举一下手,你们有什么感想?
哪些小组的数据基本一致,偏差很小?你们觉得这种偏差可能是什么原因引起的?我们可以做到更好。
哪些小组的数据偏差很大?请说说可能存在的原因,这是需要避免的。
2.小结:同一个摆,在相同时间内摆动的次数相同。这就是摆的等时性。
4.提问:那在刚才的实验过程中你们的摆有什么发生了改变?
5.汇总结论:我们发现,速度越来越慢,摆幅越来越小,摆幅的变小意味着来回一次的路程在减小,思考:速度和路程同时减小,摆来回摆动一次的时间相同吗?
6.解惑:视频展示(1分钟内连续摆动的摆,前后频率一致),速度和摆幅变小了,但是来回摆一次的频率是相同的,间接证明摆来回摆动一次的时间是相同的。
7.小结:同一个摆,完成一次摆动的时间是相同的。这也是摆的等时性
8.引导思考:横向分析表中数据,你还有什么发现?
(预设:不同的摆在相同时间内摆动次数不同。)
9.追问:不同的摆,为什么在相同时间内摆动次数会不同?(选取典型的两个摆带上来让学生进行比较分析)学生提出摆绳的长短会影响摆的快慢,设个悬念这个问题我们下节课来研究。接下来完成课堂作业本。