資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課程基本信息
課例編號 18 學科 科學 年級 五 學期 第一學期
課題 機械擺鐘
教科書 書名：科學出版社：教育科學出版社
學生信息
姓名 學校 班級 學號
學習目標
知道同一個單擺在相同時間內擺動次數相同，這就是擺的等時性。根據這種性質，人們制成了擺鐘，使時間的計量誤差更小。能較準確地重復觀測鐘擺及自制擺每分鐘的擺動次數。能根據鐘擺的特點動手制作一個單擺。
課前學習任務
三年級時我們曾經學習過各種各樣的運動，其中講過擺鐘的鐘擺是可以進行擺動的，請你尋找生活中像擺鐘一樣能擺動的物體，觀察一下他們的擺動有什么規律？
課上學習任務
【學習任務一】觀察擺鐘的工作方式，并記錄鐘擺1分鐘擺動了多少次？鐘擺1分鐘擺動次數的記錄預測：鐘擺1分鐘擺動 次。 第一次第二次第三次次數（次）我的發現
【學習任務二】自制一個擺，觀察自制擺1分鐘能擺動多少次？我的擺1分鐘擺動次數的記錄預測：我的擺1分鐘擺動 次。第一次第二次第三次次數（次） 【學習任務三】 下節課需要準備的材料：做好《擺的快慢》學習準備你自己制作的擺米尺線繩三個螺母秒表
推薦的學習資源
無
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科學
教科版五年級上冊
第三單元 計量時間
4.機械擺鐘
教學目標
科學觀念
同一個單擺在相同時間內擺動次數相同，這就是擺的等時性。根據這種性質人們制成了擺鐘，使時間的計量誤差更小。
科學思維
1. 能較準確地重復觀測鐘擺及自制擺每分鐘的擺動次數。
2.能根據鐘擺的特點動手制作一個單擺。
探究實踐
1.準確地測量擺的擺動次數，理解重復實驗的意義。
2.發展對計時工具研究的興趣。
態度責任
了解社會的需求是科學技術發展的動力。
新知導入
燃香鐘
水鐘
聚 焦
新知導入
隨著社會的發展，人類對時間的要求也更加精確了，在相當多的時候需要以秒來計算時間。計時器的發展歷史是向著尋找更輕便、更準確的設備邁進的。像日晷、水鐘以及后來的沙漏，雖然都經過了不斷的改進和提高，已經可以讓我們知道大概的時間，但是它們仍然無法滿足人們對精確計時的需求，人們總希望有更精確的鐘表。
新知導入
擺鐘的出現大大提高了鐘表的精確度
新知導入
你們知道擺鐘是如何工作的嗎？
擺鐘為什么比之前的其他計時工具更能精確計時呢？
因為日晷和水鐘都是利用有規律的變化來計時的，所以我認為擺鐘的計時可能與它下面的鐘擺有關，那個鐘擺能夠有規律的左右擺動。
擺鐘為什么能夠精確地計時？與什么因素有關系呢？
思 考
新知導入
新知講解
擺鐘是怎樣來計量時間的？
新知講解
鐘擺
擺鐘
鐘面
擺繩
擺錘
觀察擺鐘的結構
新知講解
擺鐘是靠鐘擺擺動的次數來計時的。
新知講解
探 索
探索一：觀察鐘擺運動的特點
擺桿（擺繩）
擺錘
新知講解
1、測量鐘擺1分鐘擺動的次數，并記錄
2、重復測量1分鐘擺動的次數，并記錄
3、根據測量結果，思考擺鐘運動的特點
觀察記錄
鐘擺1分鐘擺動次數記錄表 預測：鐘擺1分鐘擺動 次。 第一次 第二次 第三次
次數（次）
我的發現 新知講解
新知講解
起點
怎么才算是擺動一次？
擺鐘往返運動看作一個完整周期，（起點回到起點）即擺動一次。
1
2
3
1→2 → 3 → 2 → 1
新知講解
數一數：鐘擺1分鐘擺動幾次？
新知講解
鐘擺1分鐘擺動次數記錄表 預測：鐘擺1分鐘擺動 60 次。 第一次 第二次 第三次
次數（次）
我的發現 60
60
60
鐘擺1分鐘擺動次數是相同的。
新知講解
新知講解
是不是所有的擺每分鐘擺動的次數都是60次呢？
鐘擺一分鐘擺動的次數是不變的，為60次，說明鐘擺的擺動具有等時性。
總
結
新知講解
探索二：觀察自制擺運動的特點
拿一根細繩，上端固定，下端掛上一個小重物，組成一個簡單的擺。
讓我們的擺自由擺動，幅度不要太大，測量并記錄它1分鐘擺動的次數。
重復多次，測量并記錄我們的擺1分鐘擺動的次數。
新知講解
擺長
（從懸掛點到擺錘重心）
擺繩
擺角
擺錘
擺
自制一個擺
新知講解
我們測量時需要注意什么？
1.擺繩自然拉直，聽到口令后輕輕放開，不能推動擺。
2.擺的角度不能太小，也不能太大（不能超過90度）。
3.如果擺捶碰到了鐵架臺或其他東西，實驗要重新做。
4.注意計時和計數的準確。小組合作，分工明確、密切配合。一人報時，兩人數擺動次數，一人記錄。
新知講解
學生作品
橡皮
臺燈
線繩
新知講解
掛鉤
線繩
橡皮
學生作品
新知講解
椅子
書、尺子
線繩
螺母
學生作品
自制擺的運動特點
新知講解
同一個擺在1分鐘內，擺動的次數是一樣的
探究現象：
自制擺也具有等時性（相同時間擺鐘擺動次數相同）
探究結論：
第一次 第二次 第三次
擺動次數 54 54 54
記錄表
新知講解
探索三：統計各組的擺1分鐘擺動的次數
不同小組測量的結果一樣嗎？
擺繩和擺錘不完全相同，在一分鐘內各組測量的擺動次數并不完全相同。
擺動次數 第一次 第二次 第三次
1組 54 54 54
2組 60 60 60
3組 50 50 50
不同的擺擺動快慢并不相同
探究現象：
探究結論：
新知講解
你還有其他發現嗎？
單擺在擺動的過程中，擺動的幅度越來越小。
單擺在擺動的過程中，擺動的角度會發生變化。
擺動到兩側的高度基本相等。
新知講解
1.根據統計結果，說說有什么發現。
通過觀察我們自己制作的擺1分鐘擺動的次數，發現同一個擺在相同時間里擺動的次數都相同，說明擺具有等時性。通過觀察不同小組的擺在1分鐘里擺動的次數，發現不同的擺在相同時間內擺動次數并不相同，即不同的擺的擺動快慢并不相同。
研 討
新知講解
2.我們還觀察到擺的運動有什么特點？
（1） 單擺在擺動的過程中，擺動的幅度越來越小。
（2） 單擺在擺動的過程中，擺動的角度會發生變化。
（3）擺動到兩側的高度基本相等。
新知講解
不同的擺，為什么在相同時間內擺動次數會不同呢？擺的快慢與什么因素有關？
新知講解
可能與擺繩的長短或擺錘的大小有關
“擺”的“秘密”是誰發現的？
新知講解
伽利略
科學家的故事
新知講解
在人類計時儀器的發展史中，擺的發現可算是一件重大歷史事件。
1583年的一天，17歲的伽利略在教堂里面做禮拜。一陣風吹來，天花板上的吊燈開始地晃動起來，發出輕輕的響聲。這本是一件非常尋常的事，而伽利略卻細心地觀察起來了。隱約中他感覺到吊燈的擺動有些規律，于是回家之后，他開始研究起來。他用棉線和石頭做出擺模擬吊燈的擺動，根據“脈搏跳動的次數是穩定的”來計時，經過反復多次的驗證，終于發現了吊燈擺動時的秘密。
伽利略
伽利略發現“擺”的“秘密”
新知講解
1656年，荷蘭科學家惠更斯根據伽利略發現的擺的等時性，制作出了比較精確的計時儀器——機械擺鐘。機械擺鐘的出現大大提高了時鐘的精確度。
惠更斯
課堂總結
通過本節課的學習我們知道：
同一個單擺在相同時間內擺動次數相同，這就是擺的等時性。根據這種性質人們制成了擺鐘，使時間的計量誤差更小。
不同擺鐘的擺的擺動快慢并不相同，單擺在擺動的過程中，擺動的幅度越來越小，擺動的角度會發生變化。
課堂小結
課堂總結
課堂總結
課堂總結
課堂總結
課堂練習
1、自制簡單擺鐘包括 和 兩部分。
2、擺的運動具有 性，不同的擺擺動的快慢 。
3、單擺在擺動的過程中，擺的擺動快慢 （能/不能）改變，擺的角度 （能/不能）改變。
4、自制擺鐘在擺動的過程中，擺動幅度越來越 。
5、 發明了擺的 ，根據這一性質，人們制成了擺鐘。
擺線
擺錘
等時
不同
能
能
小
伽利略
等時性
課堂練習
1、擺從最左邊擺到最右邊算是擺動一次（ ）
2、同一個擺，在相同的時間內擺動次數是一樣的（ ）
3、某實驗小組制作了一個擺，第一個10秒擺動了12次，那么第三個10秒擺動次數可能是（ ）次。 A30 B36 C12
4、測得一個擺在1分鐘內擺動了100次，那么這個擺擺動50次需要的時間是（ ）
A2分鐘 B30秒 C50秒
×
√
C
B
課堂練習
5.如右圖，擺錘從①位置開始經過（ ）的運動記作一次擺動。
A.①→②
B.①→②→③
C.①→②→③→②→①
C
課堂練習
6.人類計時器的發展有一定的順序，計時從粗略到精確的一組是（ ）。
A.日晷→水鐘→擺鐘
B.擺鐘→日晷→水鐘
C.水鐘→擺鐘→日晷
A
作業布置
課后作業
完成對應課時練習
作業布置
做好《擺的快慢》學習準備
你自己制作的擺
米尺
線繩
三個螺母
秒表
謝謝
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4.機械擺鐘
【教材簡析】
本課是五年級上冊《計量時間》單元的第4課，之前學生學習了燃香鐘、水鐘這些計時工具的特點。隨著社會的發展，人類對時間精確度的要求也提高了，這些時鐘已不能滿足人們的需求。擺鐘的發明大大地提高了時鐘的精確度。在本課，學生從鐘擺的擺動開始觀察研究，然后自己制作一個簡易的擺（制作簡單擺的三樣東西是一根繩、一個綁在繩子一端的重物和一個能把繩子掛起來并讓它自由擺動的支架），測量它在1分鐘內的擺動次數。學生在測試自己制作的擺后交流研究結果，得到初步共識，并為下一課提出了待研究的問題。
本課教材設計了兩個探索活動，第一個活動是觀察鐘擺運動的特點，根據測量結果來思考鐘擺運動的特點，即鐘擺擺動具有等時性；第二個活動是自己制作一個擺并觀察擺運動的特點，在發現自制擺也具有等時性的基礎上，教科書引導學生發現，不同的擺擺動頻次并不相同。
【學生分析】
擺鐘為什么會比其他計時工具精確呢？這個問題對學生是比較有吸引力的。帶著這個疑問去觀察擺鐘的運動，去研究自制擺的運動，能提高學生的探究欲。這節課中學生將面臨兩個問題，第一是如何準確測量單擺擺動的次數；第二是如何有效分析數據、得出結論、發現更多問題。對于五年級的學生，測量擺鐘1分鐘擺動的次數不難，但要學生思考并解決操作中的一些問題，如怎樣計時？怎樣數擺動次數？怎樣做到擺動開始與計時開始的同步？此外，五年級的孩子已經具備一定分析處理數據的能力，但仍然有局限性，對實驗數據整體的橫向、縱向比較有所缺乏，所以要想孩子們在研究單擺等時性時有更多的發現、更多問題的提出，研討時需要我們引導孩子進行組內、組間數據的比較。
【教學目標】
科學觀念
同一個單擺在相同時間內擺動次數相同，這就是擺的等時性。根據這種性質人們制成了擺鐘，使時間的計量誤差更小。
科學思維
能較準確地重復觀測鐘擺及自制擺每分鐘的擺動次數。
2.能根據鐘擺的特點動手制作一個單擺。
探究實踐
1.準確地測量擺的擺動次數，理解重復實驗的意義。
2.發展對計時工具研究的興趣。
態度責任
了解社會的需求是科學技術發展的動力。
【教學重難點】
● 動手制作一個單擺并觀察和測量單擺在相同時間內擺動的次數。
● 通過觀測理解擺的等時性。
【教學準備】
為每組學生準備：手表（秒表）一只、擺錘一個（螺帽或別的重物）、擺繩一根（棉線）、支架（鐵架臺或別的支架）一個、記錄表兩張。
為教師準備：一個大擺鐘、教學課件。
【教學過程】
（一）引入
教師提問：前幾節課我們學習了哪幾種古老的計時方法？（燃香鐘、水鐘）
古人雖然有很多計時方法，但都不是非常準確，人們希望有更精確的時鐘，擺鐘的出現大大提高了時鐘的精確度。今天我們來研究機械擺鐘。（板書課題）
設計意圖：通過回顧之前學習的燃香鐘、水鐘等計時工具，發現這些計時工具都存在計時不夠準確的問題，自然引入人們希望有更精準的時鐘，隨后出示今天研究的課題《機械擺鐘》，迅速聚焦研究內容。
（二）觀察鐘擺
教師提問：擺鐘是怎樣計時的呢？
學生猜測。
教師引導：我們先來觀察一下，看看它是怎樣來計量時間的。
小組活動：測量這個鐘擺每分鐘擺動多少次，連續測三次并記錄。
設計意圖：在觀察之前，先讓學生對擺鐘是如何計時的進行猜測。這樣可以了解學生對擺鐘已有的認識；然后通過觀察了解擺鐘計時的方式，通過小組合作計時，觀察并記錄擺鐘每分鐘擺動的次數。
（三）觀察我們的鐘擺
教師提問：是不是所有的擺每分鐘擺動的次數都是60次呢？
老師出示提前做的擺：把線的一端系在螺帽上，另一端系在鐵架臺上，這樣就做成了一個簡單的擺。介紹擺錘、擺繩。
教師引導：這個擺每分鐘也會擺動60次嗎？我們來測一下，測的時候要注意以下幾點。
（1）擺線自然拉直，聽到口令后輕輕放開，不能推動擺；
（2）擺的角度不能太小，也不能太大（不能超過90度）；
（3）如果擺捶碰到了鐵架臺或其它東西后，實驗要重新做。
（4）注意計時和計數。
教師講解完先請一組學生演示操作：一名學生起擺，一名學生計時，一名學生計數。請其余學生觀察他們的配合有沒有問題。
全體學生明白操作方法和注意事項后開始分組實驗。
小組合作制作一個單擺，并測量固定時間內，單擺擺動的次數，完成記錄單。
教師提問：觀察每個小組的數據，你有什么發現嗎？
學生總結：同一個擺，相同時間內擺動次數相同。
教師提問：觀察不同小組的數據，你有什么問題嗎？
學生總結：不同的擺，1分鐘內擺動的次數并不相同。
設計意圖：通過觀察我們自己制作的擺1分鐘擺動的次數，發現同一個擺在相同時間里擺動的次數都相同，說明擺具有等時性。通過觀察不同小組的擺在1分鐘里擺動的次數，發現不同的擺在相同時間內擺動次數并不相同。
（四）研討
（1）根據統計結果，說說有什么發現。
教師提問引導：根據上面的探索活動的統計結果，我們有什么發現？
學生思考擺動運動的特點，發現擺動具有等時性(相同時間內的擺動次數相同和不同的擺的擺動頻次并不相同。
（2）我們還觀察到擺的運動有什么特點？
教師提問引導：說說你還觀察到擺的運動有什么特點。
學生補充并交流其他的發現，比如擺動幅度越來越小。
設計意圖：這兩個問題的研討不是獨立的教學環節，而是與探索部分的活動緊密結合的。在進行了相應的探索活動之后，學生根據觀察的現象和獲得的數據，就可以進行相應的研討，并最終總結出相關的認識。
（五）拓展
同一個擺，相同時間里擺動次數都一樣，但是不同的擺在相同的時間內擺動次數卻不一樣，是什么影響了擺的快慢呢？下節課我們繼續來研究這個問題。
課外拓展科學家的故事—伽利略發現單擺等時性原理。
設計意圖：拓展部分的內容是為了讓學生思考不同的擺在相同時間內為什么擺動次數不一樣，同時為下節課《擺的快慢》做好鋪墊。
【板書設計】
4.機械擺鐘
擺的等時性：同一個擺在相同時間內擺動次數相同
【活動手冊使用說明】
活動手冊說明：記錄表的內容要填寫完整；鐘擺的擺動次數和自制擺擺動次數要分別做三次，將實驗數據填寫在相應的方框內。
【作業設計】
1.擺的等時性是指 。
2.單擺在擺動時的計數方法應該是？（ ）
A.一個來回算1次 B.一個來回算2次
C.擺到最低點算1次 D.擺到兩側最高點算1次
3.在下面圖中寫出擺的結構名稱。
擺繩
擺錘
擺幅
擺繩
擺
擺錘
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4.機械擺鐘
鐘擺1分鐘擺動次數記錄
第一次 第二次 第三次
擺動次數
自制擺1分鐘擺動次數記錄
自制擺 材料
步驟
注意事項
第一次 第二次 第三次
擺動次數
我的發現
實驗記錄單
小組： 姓名：
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學生信息
姓名 學校 班級 學號
課后練習
一．選擇題1.各種擺鐘的擺每分鐘擺動( )。A.10次B.30次C.60次D.120次2.擺的精準度與擺的( )有直接關系。A.重量B.長度C.角度3.我們用秒表測得一個擺在1分鐘內擺動了50次，那么這個擺擺動100次所用掉的時間為( )。A.1分30秒B.2分鐘C.2分30秒D.不一定4.和其他時鐘相比擺鐘的最大特點是( )。A.體積大B.制作精美C.獨有的鐘擺D.價格高5.擺在擺動的時候擺的幅度會( )。A.越來越大B.越來越小C.越來越快D.越來越慢二．判斷題。1.擺鐘屬于機械計時裝置。（ ）2.擺鐘的精確度取決于它擺的重量。（ ）3.擺鐘的計時精確度在常用的鐘表中是最高的。（ ）4.同一個擺在相同的時間內擺的次數相同。（ ）5.擺往返一次為擺動一次（ ）附答案：一、1.C 2.B 3.B 4.C 5.B 二、√××√√
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班級記錄單
小組： 姓名：
自制擺1分鐘擺動次數記錄
小組 第一次 第二次 第三次
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5
6
7
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