1、科目版本小學科學教科版五年級下冊章節課名第三單元 第5課 機械擺鐘學習目標科學知識目標1.知道同一個單擺每擺動一次所需的時間是相同的。2.知道擺鐘的工作原理及擺鐘能精確計時的原因。科學探究目標1.能動手制作一個簡單的擺，并能正確操作讓擺自由的擺動。2.能正確測量擺在一分鐘內擺動的次數，并通過觀測理解擺的等時性。科學態度目標 進一步理解重復進行實驗的價值；感受探究計時工具的快樂。重難點知道擺鐘的工作原理及擺鐘能精確計時的原因具體環節設計教學環節頁碼內容1.教師上課1.情景導入1.11.情景導入日晷、水鐘以及沙漏等一些簡易的時鐘，已經可以讓我們知道大概的時間。1.21.情景導入但是，人們總希望有更

2、精確的時鐘。擺鐘的出現大大提高了時鐘的精確度。2.探索新知1.32.探索新知擺鐘是由上面的鐘面和下面來回擺動的鐘擺兩部分構成。讓我們來看看下面這個視頻。鐘擺的擺動有什么規律嗎？擺鐘是怎樣來計量時間的？它為什么比其他的計時工具要精確呢？1.42.探索新知我們也來做一個簡單的擺。拿一條細繩，上端固定，下端掛上一個小重物（螺母），就組成了一個簡單的擺（如圖1所示）。下面的螺母叫擺錘，細繩叫擺繩（如圖2所示）。圖1 圖21.52.探索新知擺在擺動時，怎樣才叫擺動一次呢？觀察這個擺動示意圖：擺錘從A點擺到C點，再從C點擺回A點，就叫擺動一次。也就是，擺錘擺出去，再擺回來，就是擺動一次。1.62.探索新知

3、擺在擺動的時候有什么特點呢？讓我們的擺自由擺動，用秒表計時，數一數擺在30秒內擺動的次數，測量三次，并把結果記錄下來。1.72.探索新知讓我們通過觀看以下視頻觀察擺在擺動的時候有什么特點。1.82.探索新知讓我們看看實驗的觀察記錄表。你有什么發現呢？1.92.探索新知我們發現：同一個擺，在相同的時間內，擺動的次數是相同的；也就是，每擺動一次所需要的時間是相等的，這就是擺的等時性。1.102.探索新知擺鐘正是利用擺的等時性原理工作的，所以它比其他的計時工具要精確。讓我們來看看下面這個視頻。3.回顧小結1.113.回顧小結同一個擺，在相同的時間內，擺動的次數是相同的，這就是擺的等時性。擺鐘利用了擺

4、的等時性原理準確地測量時間。4.拓展應用1.124.拓展應用可是，為什么鐘擺每30秒擺動30次，而我們制作的擺30秒卻擺動34次呢？是什么原因導致它們擺動的快慢不一樣呢？你能想辦法做一個30秒也擺動30次的擺嗎？1.134.拓展應用我們制作的擺30秒擺動34次，導致它們擺動的快慢不一樣的因素是擺長的長度。我們可以通過調整擺繩的長度來制作一個30秒也擺動30次的擺。2.學生自學1.跟我學2.1讓我們通過視頻，探究一下機械擺鐘吧！tc01科學知識目標1.知道同一個單擺每擺動一次所需的時間是相同的。2.知道擺鐘的工作原理及擺鐘能精確計時的原因。科學探究目標1.能動手制作一個簡單的擺，并能正確操作讓擺

5、自由的擺動。2.能正確測量擺在一分鐘內擺動的次數，并通過觀測理解擺的等時性。科學態度目標 1.進一步理解重復進行實驗的價值；感受探究計時工具的快樂。2.學生練習2.21.擺鐘是怎樣來計時的？2.擺在擺動時有什么特點？3.擺鐘制成的原理是什么？2.31.擺鐘是怎樣來計時的？答：擺鐘是利用擺的等時性計時的。2.擺在擺動時有什么特點？答：同一個擺，在相同的時間內，擺動的次數是相同的。3.擺鐘制成的原理是什么？ 答：擺的等時性。3.拓展資源1.教學設計3.1word0012.拓展知識3.21擺鐘是怎么被發明的？對擺的研究是惠更斯完成的最出色的物理學工作。多少世紀以來，時間測量始終是擺在人類面前的一個難

6、題。當時的計時裝置諸如日規、沙漏等均不能在原理上保持精確。直到伽利略發現了擺的等時性，惠更斯將擺運用于計時器，人類才進入一個新的計時時代。 當時，惠更斯的興趣集中在對天體的觀察上，在實驗中，他深刻體會到了精確計時的重要性，因而便致力于精確計時器的研究。當年伽利略曾經證明了單擺運動與物體在光滑斜面上的下滑運動相似，運動的狀態與位置有關。惠更斯繼承了伽利略關于擺的研究。他發現，單擺只是近似等時，真正等時的擺動軌跡不應是一段圓弧而應是一段擺弧。他創造性地讓懸線在兩片擺線狀夾板之間運動，這樣的擺動就是一段擺弧。將這個發現運用于設計之中，惠更斯于1656年造出了人類歷史上第一架擺鐘，并將它獻給了荷蘭政府

7、。這架擺鐘由大小、形狀不同的一些齒輪組成，利用重錘做單擺的擺錘，由于擺錘可以調節，計時就比較準確。這臺鐘的問世標志著人類進入了一個新的計時時代。1657年，惠更斯取得了擺鐘的專利。1658年，出版鐘表論一書，對擺鐘的結構作了說明。惠更斯詳細地介紹了制作有擺自鳴鐘的工藝，還分析了鐘擺的擺動過程及特性，首次引進了“擺動中心”的概念。他指出，任意形狀的物體在重力作用下繞一水平軸擺動時，可以將它的質量看成集中在懸掛點到重心之間連線上的某一點，這樣復雜形體的擺動就可以簡化為較簡單的單擺運動了。在研制擺鐘時，惠更斯還進一步研究了單擺運動，他制作了一個秒擺（周期為2秒的單擺），導出了單擺的運動公式。后來，惠

8、更斯和胡克還各自發現了螺旋式彈簧絲的振蕩等時性，這為近代游絲懷表和手表的發明創造了條件。3.32擺鐘、機械表、石英鐘和原子鐘的運行原理一樣嗎？因為單擺具有等時性 ,利用單擺的這種等時性，人們發明了計時的機械鐘表。最早的擺鐘出現于1657年，它是著名的荷蘭物理學家惠更斯制造的。在人類發展的長河中，鐘表經歷了幾代的變遷。從擺鐘到座鐘，從壁鐘到掛鐘，從懷表到各種各樣的手表，從機械鐘到電子鐘，又從電子鐘到原子鐘，可謂變化萬千，但是鐘表運行的原理都是相同的。所不同的是鐘表的計時方式不一樣。擺鐘靠擺錘的擺動計時，機械手表靠擺輪和游絲計時，電子表靠電磁振動計時，石英鐘靠石英晶體的振動計時，原子鐘靠電子在原子內躍遷時發光的頻率來計時，它的振動頻率最穩定，已成為世界上精度最高的鐘。 3.常見問題3.41教學中應該注意哪些問題呢？教師可通過觀察擺鐘的擺來引入本課內容，然后組織學生討論：擺鐘是怎樣準確計時的。鼓勵學生大膽地提出自己的猜測，激發學生對鐘擺的興趣。接著教師可引導學生去制作一個簡單的擺，通過測量發現