1、擺的秘密擺的秘密 秋千是生活中一個典型的擺，秋千的秋千是生活中一個典型的擺，秋千的底座就是擺的底座就是擺的擺錘擺錘，秋千的繩子就是擺，秋千的繩子就是擺的的擺線擺線。 一個擺由擺錘和擺線兩部分組成。一個擺由擺錘和擺線兩部分組成。擺線擺錘擺錘擺的組成什么叫擺動一次？什么叫擺動一次？ 擺在擺動時，擺出擺在擺動時，擺出去，再回來，叫去，再回來，叫擺擺動一次。動一次。 制作一個擺制作一個擺怎樣制作一個擺？怎樣制作一個擺？（討論交流）（討論交流）n給出材料給出材料: 鐵架臺,細線,鉤碼n學生演示學生演示: 把蕩秋千畫面表現出來 （注意：在一個豎直面上擺動）探究實驗，自主學習n30秒鐘內擺擺動了幾次？n重復

2、實驗（三次）n師生討論n結論：同一個擺，在相同的時間內擺動的次數 相同。我們的擺一分鐘擺動的次數我們的擺在我們的擺在30秒內擺動的次數秒內擺動的次數第一次第一次（ ）次第二次第二次（ ）次第三次第三次（ ）次n測擺擺動10秒擺動的次數。n不改變其他條件，將擺幅增加，測10秒擺動次數。n你發現了什么？n擺的等時性原理：同一個擺，擺動的快慢是一定的，即每擺動一次所需時間相同。n討論討論:n擺動的快慢與哪些因素有關擺動的快慢與哪些因素有關? 與擺線的長度有關 與擺錘重量有關 與兩者都有關分工合作分工合作老師：計時。老師：計時。學生學生1：讓擺擺動起來。：讓擺擺動起來。其余學生：數擺動的次數（默數）。

3、記錄數據。其余學生：數擺動的次數（默數）。記錄數據。n驗證猜想。驗證猜想。n與擺線長度有關擺線長擺錘重30秒擺動次數15厘米50克20厘米50克30厘米50克我的發現:n與擺錘重量有關與擺錘重量有關擺錘重擺線長30秒鐘擺動次數50克10厘米60克10厘米70克10厘米我的發現:n表達交流，得出結論表達交流，得出結論:n擺的擺動快慢與擺線長度有關，與擺錘重量無擺的擺動快慢與擺線長度有關，與擺錘重量無關關小小 結結2、不同的擺，擺線越長，擺動越慢；擺線越短，擺動越快。擺線越長，擺動越慢；擺線越短，擺動越快。擺的快慢與擺線長短有關，擺的快慢與擺線長短有關，擺的快慢與擺錘重量無關。擺的快慢與擺錘重量無

4、關。n同一個擺 在相同的時間內擺動的次數 相同。每擺動一次所需時間相同。 、怎樣使你的、怎樣使你的擺擺擺動的慢一些？擺動的慢一些？ 考考你：考考你：加長擺線加長擺線、小朋友玩同一個秋千1、力氣大的蕩得快，對嗎？2、體重小的蕩得快，對嗎？3、體重大的蕩得快，對嗎？4、誰蕩得快呢？為什么？1、擺為什么能長時間不停的、擺為什么能長時間不停的擺動？擺動？2、過一段時間為什么會慢慢、過一段時間為什么會慢慢停下來？停下來？思考：思考：n靜止的擺在外力的作用下開始擺動，在擺動過程中能量不斷轉化；一段時間后，擺又在外力的作用下慢慢停下來。n用物理學知識來解釋：n運動的單擺儲存有機械能。有機械能就要動。于是，單

5、擺就在動能和重力勢能的轉化中運動起來。停下來，是因為支點和空氣的阻力和摩擦，使單擺的機械能耗散的結果。n一般以熱能的形式耗散。 鞏固練習，拓展延伸鞏固練習，拓展延伸n用自己所學的知識，設計一個用自己所學的知識，設計一個60秒秒擺動擺動20次的擺，看誰做的又快又準次的擺，看誰做的又快又準確。確。伽利略與擺伽利略與擺n人類生活在時間的長河中，一直探索測量時間的方法。古人發明了用沙漏、水鐘等測量時間的裝置，到了17世紀還在沿用這種計時手段。1656年，惠更斯制造出人類歷史上第一個擺鐘，使人類對時間的測量進入嶄新的時代。擺鐘是利用單擺的等時性原理測量時間的。那么，單擺的等時性是如何發現的呢？下面就講一

6、講這個故事。科學小故事科學小故事伽利略的脈搏儀n 伽利略帶著初次發現的喜悅回到自己的房間，但是他并沒有就此罷休。伽利略是伽利略帶著初次發現的喜悅回到自己的房間，但是他并沒有就此罷休。伽利略是一位十分認真又喜歡研究問題的人，根本不會滿足只從一次實驗中得到的結果。一位十分認真又喜歡研究問題的人，根本不會滿足只從一次實驗中得到的結果。對于自然現象，他總是反復進行實驗研究，通過嚴密推理探索客觀規律，對單擺對于自然現象，他總是反復進行實驗研究，通過嚴密推理探索客觀規律，對單擺規律的研究也是如此。規律的研究也是如此。n伽利略回到房間后，到處尋找實驗所需要的東西。他找來絲線、細繩、大小不同伽利略回到房間后，

7、到處尋找實驗所需要的東西。他找來絲線、細繩、大小不同的木球、鐵球、石塊、銅球等實驗用品，在他的桌子上堆滿了這些的木球、鐵球、石塊、銅球等實驗用品，在他的桌子上堆滿了這些“亂七八糟亂七八糟”的東西。的東西。n伽利略用細繩的一端系上小球，將另一端系在天花板上，這樣就做成了一個單擺。伽利略用細繩的一端系上小球，將另一端系在天花板上，這樣就做成了一個單擺。用這套裝置，伽利略繼續測量擺的擺動周期。他先用銅球實驗，又分別換用鐵球用這套裝置，伽利略繼續測量擺的擺動周期。他先用銅球實驗，又分別換用鐵球和木球實驗。實驗使伽利略看到，無論用銅球、鐵球，還是木球實驗，只要擺長和木球實驗。實驗使伽利略看到，無論用銅球

8、、鐵球，還是木球實驗，只要擺長不變，來回擺動一次所用時間就相同。這表明單擺的擺動周期與擺球的質量無關。不變，來回擺動一次所用時間就相同。這表明單擺的擺動周期與擺球的質量無關。可是，擺動周期是由什么決定的呢？伽利略繼續從實驗中尋找答案。可是，擺動周期是由什么決定的呢？伽利略繼續從實驗中尋找答案。n伽利略首先做了兩個擺長完全相等的單擺測量它們的周期，測量結果使他看到這伽利略首先做了兩個擺長完全相等的單擺測量它們的周期，測量結果使他看到這兩個單擺的周期完全相等。他又做了十幾個擺長不同的擺，逐個測量它們的周期。兩個單擺的周期完全相等。他又做了十幾個擺長不同的擺，逐個測量它們的周期。實驗表明：擺長越長，

9、周期也越長。在實驗基礎上通過嚴密的邏輯推理，伽利略實驗表明：擺長越長，周期也越長。在實驗基礎上通過嚴密的邏輯推理，伽利略證明了單擺的周期與擺長的平方根成正比，與重力加速度的平方根成反比。這樣，證明了單擺的周期與擺長的平方根成正比，與重力加速度的平方根成反比。這樣，伽利略不但發現了單擺的等時性，而且發現了決定單擺周期的因素。伽利略不但發現了單擺的等時性，而且發現了決定單擺周期的因素。最初的發現最初的發現n15641564年年2 2月月1515日，偉大的物理學家伽利略出生于意大利比薩城的一個沒落貴族日，偉大的物理學家伽利略出生于意大利比薩城的一個沒落貴族家庭。他出生不久，全家就移居到佛羅倫薩近郊的

10、一個地方。在那里，伽利略的家庭。他出生不久，全家就移居到佛羅倫薩近郊的一個地方。在那里，伽利略的父親萬桑佐開了一個店鋪，經營羊毛生意。父親萬桑佐開了一個店鋪，經營羊毛生意。n孩提時的伽利略聰明可愛，活潑矯健，好奇心極強。他從不滿足別人告訴的道孩提時的伽利略聰明可愛，活潑矯健，好奇心極強。他從不滿足別人告訴的道理，喜歡親自探索、研究和證明問題。對于兒子的這些表現，萬桑佐高興極了，理，喜歡親自探索、研究和證明問題。對于兒子的這些表現，萬桑佐高興極了，希望伽利略長大后從事既高雅、報酬又豐厚的醫生職業，希望伽利略長大后從事既高雅、報酬又豐厚的醫生職業，15811581年，萬桑佐就把伽年，萬桑佐就把伽利

11、略送到比薩大學學醫。可是，伽利略對醫學沒有興趣，他卻把相當多的時間用利略送到比薩大學學醫。可是，伽利略對醫學沒有興趣，他卻把相當多的時間用于鉆研古希臘的哲學著作，學習數學和自然科學。于鉆研古希臘的哲學著作，學習數學和自然科學。n伽利略是一位虔誠的天主教徒，每周都堅持到教堂做禮拜。伽利略是一位虔誠的天主教徒，每周都堅持到教堂做禮拜。15821582年的一天，伽年的一天，伽利略到教堂作禮拜。禮拜開始不久，一位修理工人不經意觸動了教堂中的大吊燈，利略到教堂作禮拜。禮拜開始不久，一位修理工人不經意觸動了教堂中的大吊燈，使它來回擺動。擺動著的大吊燈映入了伽利略的眼簾，引起他的注意。伽利略聚使它來回擺動。

12、擺動著的大吊燈映入了伽利略的眼簾，引起他的注意。伽利略聚精會神地觀察著，腦海里突然閃出測量吊燈擺動時間的念頭，憑著學醫的經驗，精會神地觀察著，腦海里突然閃出測量吊燈擺動時間的念頭，憑著學醫的經驗，伽利略把右手指按到左腕的脈搏上計時，同時數著吊燈的擺動次數。起初，吊燈伽利略把右手指按到左腕的脈搏上計時，同時數著吊燈的擺動次數。起初，吊燈在一個大圓弧上擺動，擺動速度較大，伽利略測算來回擺動一次的時間。過了一在一個大圓弧上擺動，擺動速度較大，伽利略測算來回擺動一次的時間。過了一陣子，吊燈擺動的幅度變小了，擺動速度也變慢了，此時，他又測量了來回擺動陣子，吊燈擺動的幅度變小了，擺動速度也變慢了，此時，他又測量了來回擺動一次的時間。讓他大為吃驚的是，兩次測量的時間是相同的。于是伽利略繼續測一次的時間。讓他大為吃驚的是，兩次測量的時間是相同的。于是伽利略繼續測量來回擺動一次的時間，直到吊燈幾乎停止擺動時才結束。可是每次測量的結果量來回擺動一次的時間，直到吊燈幾乎停止擺動時才結束。可是每次測量的結果都表明來回擺動