机械摆钟

教学目标：

科学概念

同一个单摆，每摆动一次所需要的时间是相同的，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。

过程与方法

1．重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数。

2．动手制作一个单摆。

3．观察和测量在相同时间内摆动的次数。

情感态度价值观

1．理解重复实验的意义。

2．发展对计时工具研究的兴趣。

教学准备：

1．实验器材：每个小组摆锤一个，摆绳一根，铁架台一个，秒表一个，夹子一个。

2．课件：实验表格、实验注意事项、视频资料等。

3．实验纪录表两张（表一（每分钟的摆动次数的记录表）在课前发给每个组，表二不发）。

教学过程：

（一）引入

1.师：让我们先来欣赏一段视频《用摆计时的钟》。24’’

用摆计时的钟我们称为“机械摆钟”。（板书：机械摆钟）机械摆钟的出现与一个人有关。（点击出示伽利略照片）

2.照片上的这位名字叫伽利略，他是16世纪著名的科学家，在他19岁的时候也就是1583年，有一次他在教堂里参观，看到挂在天花板下的吊灯在微风的吹拂下，会怎么样呢（晃动)，这事很平常，我们也都看到过，但他在那里仔细观察，却有了惊人的发现，他又回去做实验，证实了这个发现，这就是著名的单摆实验（板书），正是这个单摆实验所带来的发现才有了后来的机械摆钟。今天我们也来用实验模拟当时的吊灯，看看你有什么发现。

（二）观察老师的摆

1．出示相关器材。

我们用螺帽做摆锤，代表吊灯，在摆锤上系上一根棉线当做摆绳，把摆锤和摆绳吊到铁架台上。

（点击出示图释：摆锤、摆绳）

师：（1）为了实验效果明显，摆动的幅度要大些还是小点？（演示90°角）这么大行不行？

◆摆的角度不能太小，也不能太大，别超过90度，不然会碰到铁架台。（点击出示课件：友情提醒）

（2）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）（点击出示课件）

◆开始时我们要往哪个方向摆呢？（演示）这样摆还是这样摆？

◆对了，要让摆绳尽可能地与支架平行，避免碰到铁架台。

（3）我们用手指轻轻拉住摆锤，摆线自然拉直，听到口令后轻轻放开，不能推一把。（点击出示课件）

2．教师示范，学生观察

◆我们先让摆摆动起来，仔细观察老师的摆。

◆汇报：你有什么发现？

生：摆的幅度变小了。摆的角度变化了。摆的速度变慢了……（师随机板书）

◆科学的规律需要重复实验和观察，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）

3．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？

我们小组的摆每分钟摆动的次数记录表

◆你觉得你还需要什么器材？（秒表）

◆好的，老师今天给每个小组准备了一个秒表。

◆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，掐秒表的同学反应要快，计数的同学要数得准，要及时记录……）（在学生回答的时候下发秒表）

◆（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？）

（三）制作摆

1.生分组制作摆，并且开始实验。

2.汇报交流：

◆你们小组的摆每分钟摆动多少次？

◆你们有什么发现？

◆你们的摆摆动次数有没有明显的变化？

◆在一分钟这么长的时间之内，几乎看不出摆的摆动次数的明显变化，你有什么好办法吗？

（四）讨论实验方案

讨论交流：

◆你们的实验过程是怎么设计的？

◆那十秒钟是连续下去的十秒还是重新开始的十秒？怎么操作？

◆好的，我们一起来试试。（重点是指导学生每个十秒钟的计数）

（教师根据学生的实验方案进行演示，特别是针对时间的控制）

◆试了两次之后，有没有发现你们的分工有什么需要调整的地方？你们觉得怎么分工比较好？

3.根据大家的实验方案，老师设计了一个观察记录表，（点击出示记录表）你觉得你们的摆在自由摆动过程中，每个十秒时间内摆动的次数会有变化吗？会变快还是变慢呢？

（五）学生实验，填写表格，教师巡回指导。

（六）汇报交流

1．你们小组的结果怎么样？（师指名）

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。）

2．老师真高兴！我们班的同学真是不简单！你们知道吗？当年，伽利略的发现和你们今天的发现一样！（点击出示实验结论：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。）伽利略发现，单摆每摆动一次，所需要的时间都是一样的，他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）

3.伽利略是第一个发现单摆具有等时性特点的科学家，他提出了用摆来记时，但是由于他提出的很多观点和当时的宗教支持的观点不符，遭到了宗教的残酷迫害，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，我们来看一段视频。

4.看完了这段视频，你知道机械摆钟一分钟摆动多少次了吗？

（七）分析数据，引发思考。

1.我们再来看看刚才三个小组的实验记录，你发现了什么？

2.小结：不同的摆，在相同的时间内摆动的次数是不同的。

对这个现象，你有什么问题吗？

3．是啊，到底是什么因素影响摆的快慢的呢？下节课我们一起再来研究这个问题。

板书设计：

机械摆钟

单摆实验    摆的角度

                                 摆的幅度

                                 摆的速度

（同一个摆  相同时间摆动的次数）

单摆的等时性

教学反思

本节课的主要内容是让学生了解机械摆钟的工作原理和制作方法。通过本节课的学习，使学生掌握摆钟的基本结构、工作原理以及如何制作一个单摆，重现伽利略当年的实验。在学生完成摆钟制作后，让学生展示自己的作品，并进行总结与反思。教师可以引导学生从以下几个方面进行总结：摆钟的工作原理是否理解透彻；制作过程中遇到了哪些问题，如何解决；摆钟的制作有哪些可以改进的地方等。通过总结与反思，让学生对机械摆钟有更深入的理解，提高学生的动手能力和创新能力。通过本次教学，学生对机械摆钟的原理和制作方法有了一定的了解，能够独立完成摆钟的制作。同时，学生在制作过程中也积累了一定的动手操作经验，提高了学生的动手能力。存在问题：在教学过程中，部分学生对摆钟的工作原理理解不够透彻，导致在制作过程中出现了一些问题。此外，部分学生在制作过程中缺乏耐心，容易出现急躁情绪。针对这些问题，教师需要在今后的教学中加强对学生的理论讲解和实践指导，提高学生的学习兴趣和动手能力。