1、1 第三单元第三单元计量时间计量时间 1.1.时间在流逝时间在流逝 【教学目标】 科学概念目标 古人利用天体的运动规律计时。 在一定的条件下，燃香变短的速度基本是均匀的，可以用来计时。 科学探究目标 能搜集古人计时方法的资料并进行交流。能观测并记录燃香时间的相关数据。 能就“蜡烛可以计时吗”这一问题结合实验进行讨论，表达自己的观点。 科学态度目标 有关注计时方法的意识和兴趣。 科学、技术、社会与环境目标 了解不同的时代有不同的计时工具。 【教学重点】了解古代人类的计时方法和发明的计时工具。 【教学难点】实验研究燃香计时的科学原理 【教学过程】 一、了解没有任何计时工具的古代人类怎样确定时间。
2、1.动物的迁徙大雁南飞北归时间 2.植物的生长周期黍子的播种与收割时间 3.每日的作息日出而作，日落而息 4.夜晚计时 二、了解日晷和圭表相关知识。 三、实验观察，研究燃香计时原理。 1.准备实验材料。 2.燃香分段计时，并记录时间数据。 3.分析数据，形成解释。 【课后练习】 1.选择题：下面的计时工具中（ ）是利用太阳来计时的。 A.日晷 B.圭表 C.燃香钟 D.蜡烛钟 2.选择题：燃香钟能够计时，主要原因是因为（ ） 。 A.线香燃烧的速度是大致均匀的 B.线香的长短是一样的 C.线香在黑夜也能用于计时 D.线香很便宜 3.简答题：请列举出至少四种古人计时的方法或工具。 【教学后记】
3、2 2.2.用水计量时间用水计量时间 【教学目标】 科学概念目标 初始水位高度和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位高度不变， 水流的速度 不变。水流的这一特点可用于计时。 科学探究目标 能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。 能通过观察古人利用流水计时的装置，结合自己的实验探究，理解这些装置计时的方法。 科学态度目标 理解古人的聪明才智，对古人的智慧创作产生敬佩之情。在观察和记录实验数据时能始终保 持严谨细致的态度。 科学、技术、社会与环境目标 了解社会的发展会带动计时工具的进步。 【教学重点】能引导推测光照射到不同物体时光传播路径的变化。 【教学难点】够根据数据和现象实事求是
4、地进行分析和推理。 【教学过程】 1 同学们好！今天我们一起来学习用水计量时间 。 2 通过上节课的学习，我们认识了一些古代的计时工具，像日晷、燃香钟都能计时，但是在 使用过程中也遇到了一定的问题。 3 比如：日晷只能在天气晴朗的白天使用，在阴天、夜晚却不能使用。 4 燃香钟利用了香燃烧的速度是均匀的，具有等时性，能准确记录一小段时间，但不能长时 间的、持续计时。 根据人们新的需求，古人继续探索，寻求更加方便、持续、精准的计时工具。 后来，人们发现利用水来计时也是可以的，还制作出了水钟。 5 这就是古代的水钟。我们看，三个水壶依次从高向低排列，高处的水壶都是向低处的水壶 里面漏水；最后的水漏在
5、一个有刻度的圆筒中，人们通过看圆筒中的水位指示，就可以知道流逝 的时间了。 既然可以用水流来计时，那么水流的速度有怎样的特点，水的流动速度也是均匀的吗？ 马上就有同学提到了前面的研究，我们听。 6 音频 1： （女）我觉得水流速度是均匀的。上节课在研究燃香计时的时候，我们发现香每燃 烧四分之一用的时间都是相等的，说明香燃烧的速度是均匀的。我看到过从水管里往下滴的水， 一滴一滴的，看起来水流的速度也是均匀的。 还有的同学不同意呢，我们听。 7 音频 2： （男）我觉得水流的速度不是均匀的。我从壶里往外倒水的时候，开始水流很粗， 接着水流逐渐变细了，然后水就像断了线的珠子，一滴滴的，直到最后壶里就
6、没有水了。 教师：看来，你认为的水流的速度不均匀，是因为水有着一段段的变化。在前面的时段和后 面的时段里水流的速度是不同的。 又有同学来补充，我们听。 8 音频 3： （女）我觉得，水流的速度是可以控制的。我能让它流的快一些，也能让它流的慢 一些。就先跟我们在医院里面输液的时候一样，用调节器进行控制就可以了。 教师：这几位同学的想法还真的很具代表性。水流的速度到底是不是均匀的呢？我们一起通 过实验的方法来看一看吧！ 9 请你把上节课要求准备的材料拿出来。我们看：有一个去掉底儿的矿泉水瓶，瓶盖上扎好 一个孔，还有一个去掉口儿的矿泉水瓶，和一个有刻度的量杯。 像老师这样把他们组装在一起，就成为一个
7、简易水钟了。用上面的瓶子来装水和漏水，用下 3 面的瓶子来接水，就可以进行实验观察了。 同学们自己的实验装置制作好了吗，我们看一看。 10 学生作品 1 11 学生作品 1 12 学生作品 1 13 同学们的实验装置都做好了，我们先堵住瓶盖上的漏水孔，在盛水瓶里面放入一些有颜色 的水，然后松开手指并放在接水瓶上，开始观察水流的状态吧。老师也录制了一段视频，我们一 起看一看。 14 视频播放。通过观察水流的速度，你有什么发现？ 15 音频 1： （女）我发现水流很细小，缓慢的流着，一直是这种状态，所以我觉得水流速度是 均匀的。 16 音频 2： （男）我发现水流一开始的时候，连成一条线，过一会儿
8、像断了线的珠子，接着就 一滴一滴的了，最后那一滴水半天才流下来。所以，我觉得水流速度不均匀。 你同意谁的发现呢？你又有什么想法呢？刚才我们是用眼睛观察到的现象，没有那么准确。 接下来我们通过测量，寻找证据去证明自己的想法。 17 怎样证明水流的速度是否均匀呢？你有什么好办法？ 18 有同学马上想到了燃香实验。我们曾经把香平均分成四份，比较每燃烧一份用的时间是否 相同。 马上有同学来补充，我们要固定一定量的水，如 200 毫升，把 200 毫升水也平均分成 4 份， 每流出 50 毫升记一次时间， 然后比较每 50 毫升水流出的时间是否相同。 如果每流 50 毫升水用的 时间都一样，就说明水流是
9、均匀的。如果流出的第一个 50 毫升水，和流出的第二个 50 毫升水、 以及第三个、第四个的 50 毫升水都不一样，说明水流是不均匀的。 你同意她的实验设计吗？看来，这个实验中的刻度需要精准，我们怎么在饮料瓶上标记刻度 呢？ 19 首先给盛水瓶标好 200 毫升的刻度。再给接水瓶上贴一张纸条，然后利用量杯分四次就把 每一个 50 毫升的刻度线画好了，直到 200 毫升。刻度标画好，还要注意记录和计时两个要点。 20 你可以把每次的实验时间填写在这样的表格中。 每接水 50ml 的时候，就记录一下时间。实验要重复三次以增加科学准确性。 我们如何操作手机的计时工具呢，老师教给大家一个好方法。 21
10、 播放录像：打开手机计时工具，选择秒表功能，点击开始就可以计时了，测试完第一个 50 毫升后可以按暂停，记录下时间。然后可以复位进行第二个 50 毫升的记录。如果想连续记录，我 们可以在到达第一个 50 毫升的时候点击计次，在到第二个 50 毫升的时候在点击计次，这样我们 既能看到总时间也能看到每次的时间了。 赶快去测试自己的简易水钟吧。老师也录制了实验视频，我们一起看一看。 22 播放录像：实验中，同学们通过实验收集了大量的数据，我们来一起分析一下，看看它能 为我们提供有力的证据吗？ 23 我们先来横向比较完整的一次 200 毫升水流下的过程，第一个 50 毫升流下来用了 第二个 50 毫升
11、流下来用了第三个 50 毫升流下来用了第四个 50 毫升流下来用了。 我们可以清楚地发现， 每个 50 毫升流下来的时间是不同的， 说明了水流是不匀速的， 重复进行的第二次第三次实验结果 呢？和第一次一样， 同一次实验中的每个 50 毫升流下来的速度是不相同的， 这说明水流速度是不 均匀的。 24 再来看看其他同学的数据。是否也都说明了这样的趋势。 这些发现都告诉我们，用这样的流水计时并不准确呀！ ！ ！ 25 请大家思考，为什么水流速度会不均匀呢？在刚才的实验过程中，你还关注到了水的哪个 方面也发生了变化？有的同学提到，盛水瓶里的水位高低发生了变化，可能和这个因素有关呢。 （照片或视频） 4
12、 26 水位高低还真的产生了变化，如果能控制水位高低不变化，是不是水流就会匀速呢？你的 小脑瓜转的真快，控制水位不变化还真是一个关键因素。我们看看古代的水钟是怎么控制水位高 度不变的。 27 图片：通过观察我们发现：这个水钟的漏水壶边上有一个分水孔，多余的水会从分水孔流 出。同时还有一个注水口，保证水是源源不断的注入漏水壶的，这样就解决了水位高低不变化和 计时持久的问题了。 古代人们真是很有智慧啊！只不过进行了一个精巧的结构设计，既保持了水位高度不变，还 有源源不断的流水供应。由此可见，水钟确实是利用水流速度的均匀具有等时性来计时的。 其实，古代的水钟分为两种类型，我们通过视频了解一下。 28
13、 视频播放 29 请你课后改进你的简易水钟，使它成为一个能够流速均匀、准确计时的水钟。下节课我们 还要利用这个改进好的水钟进行任务挑战。好了，同学们。今天的课就上到这里，再见！ 【课后练习】 一、选择题 1水钟是利用什么计时的?（ ） A水流速度 B 燃烧时间 C太阳位置变化 2在测量水钟等时性的实验时，应该做()实验。 A1 次 B2 次 C 多次 二、实践活动 结合古代水钟的结构，改进你的水钟，并测量它是否具有等时性。 【教学后记】 3.3.我们的水钟我们的水钟 【教学目标】 科学概念目标 水钟通过一定的装置，能够保持水在一定的时间内以稳定的速度往下流，从而能用来计时。 我们可以控制水流的
14、速度，从而使水钟计时更加准确。 科学探究目标 能运用画图和文字描述的方法设计制作水钟的方案。 能利用剪刀、塑料瓶等简单工具和材料制作一个简易的水钟。能在实际运用过程中对自己的 方案进行改进。 经历思考方案制订计划实施方案检验成果寻找原因改进完善的探究过程。 科学态度目标 在制作水钟的过程中感受到科学制作带来的乐趣。 体会到在科学研究中分工合作与和谐地开展探究都是很重要的。体验到完成一个科学制作需 5 要不断重复实验，在实验中逐步完善。 科学、技术、社会与环境目标 经历一项工程的几个主要过程。 【教学重点】我们可以控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。 【教学难点】能运用画图和文字描述的方法设
15、计制作水钟的方案。 【教学过程】 1 同学们好！今天我们一起来学习我们的水钟 。 2.上节课，同学们都制作了自己的简易水钟，它们都是由一个漏水壶和一个受水壶组成的。 通过测试水流的速度，我们发现这样的简易水壶不具有等时性，不能用来计量时间。 3.通过观察古代的水钟， 我们发现它的漏水壶边上有一个分水孔， 多余的水会从分水孔流出。 同时还有一个注水口，保证水是源源不断的注入漏水壶的，这样就解决了水位高低不变化和计时 持久的问题了。并且布置了课后的任务，请同学们在课后改进你的水钟，让它能够水流速度均匀、 计时准确。下面我们就来一起看看同学们改进后的水钟吧。 4.你发现了吗？这 3 位同学都进行了类
16、似的改进，我们以一位同学的作品为例来仔细看看他 是如何改进的。 5.第一幅图是这位同学上节课的水钟，课下改进后就是第二幅图中的样子了，我们发现他给 自己的滴水壶上安装了分水孔，还在滴水壶上再加了另一个滴水壶作为注水补充。这个改进后的 水钟能达到水流速度均匀，具有等时性吗？我们来测试一下吧。 6.视频播放：从计时器上能够清楚的看到，每 50 毫升水的流动时间几乎是相等的。这就说明 这位同学他改进的水钟很好的控制了水流的速度，达到了等时的要求。那你自己的水钟达到要求 了吗？这节课，我们要挑战一个更难的任务，我相信你一定也能做得非常好。 7.你能挑战一下，制作一个计时 10 分钟的水钟吗？ 8.不要
17、着急，首先我们来分析一下这个任务，请你思考：1.水钟工作的原理是什么？2.你的 水钟流出 200 毫升水用时多久？3.怎样控制水钟漏水的速度？4.如何用刻度准确记录 10 分钟？ 9.有同学马上就能说出，我们制作水钟的工作原理是：需要控制水位高低相同，以保证水流 速度是均匀的，具有等时性。他想的特别好，你想到了吗？ 10.刚才我们一起欣赏了 3 位同学的水钟，他们流出 200ml 水用的时间分别是 6 分 12 秒，6 分和 4 分 44 秒， 再结合你的水钟所需要的时间， 你能不能想一想怎样控制水钟漏水的速度呢？有 同学马上想到了，快来听听她是怎么想的。 11. （音频女： 我觉得漏水壶瓶盖
18、上的孔可以控制水钟漏水的速度， 如果孔大的瓶盖漏水就快， 孔小的瓶盖漏水就会慢一些。我现在的水钟流下 200 毫升的水只用了 6 分钟，所以我打算重新换 一个瓶盖，把漏水孔变小一点，让水流的慢一点，再去算一下如果要流 10 分钟，需要流出多少 水。这样做也许就可以让我的水钟能够完成计时 10 分钟的任务了。 ） 12.（音频男：我根据上节课的观察，发现降低水位也可以把流速变慢。我的水钟现在水的流 速很快，我打算把分水孔降低一下，让水流的慢一点，然后再去算一下如果要流 10 分钟，需要 流出多少水。 ） 这两位同学说的都挺好， 看来我们可以通过改变漏水孔的大小和改变水位的高低来 控制水钟漏水的速
19、度。你也可以思考一下你的水钟适合哪种方法？你还有没有别的好办法呢？ 13.水钟改进完以后我们还要想一想，如何用刻度准确记录 10 分钟呢？怎样通过漏水刻度就 能看到 10 分钟到了。这里有两种划分形式。方案一：我们以自己水钟一分钟的流水量作为一个单 位，在受水壶上，从下向上不断累加进行标记，直到标画出 10 个格子，就是十分钟的标记了。第 二种，可以测一下十分钟的总水量是多少，再将总水量平均分成 10 份，每份就是 1 分钟了。 14.通过上面对任务的分析， 你是否已经想好了自己水钟的改进方案， 请你把先把方案记录下 来，我们可以使用画图的方式呈现你的想法，为了更好地体现你的设计意图，在重点内
20、容旁边可 以使用文字进行标注。我们可以先看一下大家的改进图示。 15.这位同学就是对漏水孔进行改进的。 16.这位同学是想把分水孔降低以把水位调低。下面和你一起分享一下我的调试过程吧！ 6 17 大家看，我第一次把分水孔降低，测试了 5 分钟，发现受水壶的水量已经超过一半了，这 样测十分钟漏下来的水就会超过我的受水壶流出来的。所以我又降低了分水孔，又测了 5 分钟， 通过这个水量看基本满足十分钟的盛水需求。 然后我就进行了刻度的划分。 大家看我的测试过程。 18（播放视频）这是我调试后的水钟，基本达成了计时 10 分钟的要求，完成了挑战任务。你 们完成了吗？有位同学特别想展示一下自己的水钟，我
21、们就来一起看看，观察一下他的水钟达成 了任务的要求了吗？ 19.播放视频：先为这位同学鼓鼓掌吧！他出色的完成了挑战任务。还有些同学分享了他自己 调试过程中遇到的小问题，看看你有和他们一样的问题吗？ 20.（录音男：我开始认为把漏水孔扎小一点，这样我就能用比较少的水做好我的水钟了，结 果做完后我发现受水壶里面的水位上升的特别慢，水钟的刻度太密集了，不方便计时，容易看错 时间，所以我又把孔扎大了一些。 ）是的，不仅仅是孔小容易出现刻度密集的问题，如果你的漏水 孔过大还会出现滴漏的水容易很快到瓶盖的问题呢。所以我们在调试改进水钟的时候要全面考虑 问题，这样才能更好的达成任务的需求。 21（音频女：我
22、在改进的过程中发现我的受水壶底部是不平整的，它的底部有凸起的一部分 位置，所以为了更加精准，我在调试的过程中提升了刻度的起始位置。这样就能让我的水钟更加 准确了。 ）这位同学就是要改变初始水位。通过这两位同学的经验分享，我们会发现其实制作水钟 这个任务真的不简单呢！需要反复的测试和计算，不断地做出来，再改进，老师也是经过了几次 调试呢。学习了这么多同学的宝贵经验，现在你的水钟做好了吗？ 22.同学们，通过今天的学习，我们改进了自己的水钟，让它更加精准。你是否发现了，虽然 我们明白了科学原理，但是当把原理转变成科技成果的时候也不是一蹴而就的，需要反复调试、 修改，才能不断完善。科学家的工作过程也
23、是这样的。 23 水钟即便再准确，携带也不方便，科学家又继续探索准确携带方便的计时工具，下一节课 我们会继续研究新的计时工具机械摆钟。需要大家准备单摆实验器、一根线绳，一个螺母， 秒表，笔和纸。单摆实验器和秒表可以使用家里的物品替代。请同学们提前准备好。今天这节课 就上到这里，同学们再见！ 【课后练习】 一、选择题 1怎样控制水钟水流下来的速度快慢?（ ） A 漏水孔大小 B 水位的高低 C 以上都是 2按照设计制作完水钟后，你可以（） 。 A 测试调整自己的水钟 B 不用做任何事情 二、实践活动 学习同学们改进的经验，继续改进你的水钟，让它更加精确。 【教学后记】 7 4.4.机械摆钟机械摆
24、钟 【教学目标】 科学概念目标 同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质，人们制成了摆 钟，使时间的计量误差更小。 科学探究目标 能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。 能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。 科学态度目标 准确地测量摆的摆动次数，理解重复实验的意义。发展研究计时工具的兴趣。 科学、技术、社会与环境目标 了解社会的需求是科学技术发展的动力。 【教学重点】同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。 【教学难点】能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。 【教学过程】 通过前面几节课的学习，我们已经知道了古代常见的计时工具，有日晷和
25、水钟，借助这些工 具我们只能知道大概的时间，多年来，人们一直在探索比较精确的计时方法，最后终于制作出了 更精确的计时器机械摆钟。 你们见过像这样的机械摆钟吗？ 它一般由钟面和钟摆两部分组成，其中钟摆又由摆绳和摆锤两部分组成。 我们先来看一看它是如何工作的。在观看视频的同时请你思考：与日晷和水钟相比，钟摆为 什么能够更精确地计时？与什么因素有关系呢？ （播放视频，摆钟工作半分钟左右） 有的同学通过观察马上想到了， (播放音频： 因为日晷和水钟都是利用有规律的变化来计时的， 所以我认为摆钟的计时可能与 它下面的钟摆有关， 那个钟摆能够有规律的左右摆动。 )你是这么想的吗？她所说的有规律你觉得 是什
26、么规律？ 有的同学和我说了他的想法，他认为钟摆每分钟能摆动 60 次，因为 1 分钟有 60 秒，每秒摆 动一次。有的同学说那不一定，感觉钟摆摆动得比较慢。那到底钟摆 1 分钟能摆动几次呢？让我 们一起观察测量一下吧。 那该如何测量呢？怎样算摆动一次呢？一般情况下摆动一次是指， 钟摆在中间位置时开始数， 当钟摆到达最左侧并经过中间位置到到达最右侧，然后回到中间位置时，算作摆动一次。停止计 时的时候，如果正好往返经过中间位置一次就算一次，否则就不计这一次了。我们也可以使用我 们的手臂模拟钟摆， （教师演示动作）从中间开始数，手臂从左侧经过中间位置到右侧最后回到中 间位置时算作摆动一次。举起你的手
27、臂，像老师一样试一试，数一数。 下面我们就一起测量一下钟摆摆动 1 分钟的次数，在钟摆连续摆动的过程中，请你数一数, 并进行记录。 请同学们做好准备，听我口令我们一起开始数一数。开始。 播放视频， （老师计时开始带头数 123 后面声音消失学生数次数） 像这样的观察记录我们要进 行三次。 通过实验，我们发现钟摆 1 分钟摆动次数都是 60 次，钟摆 1 分钟摆动次数是相同的。 这说明钟摆具有等时性。那是所有的摆都具有这样的性质吗？我们可以使用身边的材料自己 制作一个摆，看看你的摆是否具有等时性。 今天我们要使用单摆实验器、螺母、线绳和秒表。使用这些材料我们如何制作一个摆呢？ 第一步，我们用线绳
28、的一端绑住螺母。线绳就是摆的摆绳，螺母就是摆的摆锤。 第二步，把线绳的另一端穿入单摆实验器上面的转盘里， 8 第三步组装完成，这就是一个摆，为了方便观察它摆动的次数，我们可以在摆的后面放上一 张白纸，在它自然下垂的时候画一条竖线。 在家中也可以找到类似的物体替代实验材料，比如：可以用细绳绑在你的台灯上，用水瓶当 做重物。 也可以利用家里的钩子，比如桌子边上的，衣架上的，或者家里使用的吸盘钩，这些能悬挂 线绳的结构等。线绳一端绑在钩子上另一端捆住重物，可以是橡皮。 还可以在桌子或者椅子上堆上比较高的书，用书压着尺子，把线绳一端绑在尺子上，另一端 绑上螺母，这样一个摆也做好了。寻找你身边的材料，快
29、来试一试吧。 做好了你的摆，我们就要来想一想了，你认为自制的摆具有等时性吗？怎样证明？有同学说 到了：我认为我的摆具有等时性，可以观察它相同时间内摆动的次数是否一样，如果一样就证明 了我的想法，如果不一样就没有证明我的想法。他说的特别好，为了方便我们之后的交流汇报， 我们把相同时间定为和摆钟一样的 1 分钟。 观察你自己制作的摆 1 分钟摆动多少次？和钟摆一样吗？那如何让你的摆动起来呢？请你看 看老师是如何做的。 （播放示范视频）摆线拉直，轻轻松手，不要推动你的摆锤。 开始自己的实验活动吧，观察三次，每次观察 1 分钟，请你认真记录。 （停顿 5 秒）你的摆 1 分钟摆动了几次？下面我们一起看
30、一下小丽自制的摆。 我们一起帮她数一数。看看她做的摆 1 分钟摆动了几次？（播放自制摆摆动 1 分钟的视频） 这样的实验也应该进行三次，老师从小丽那里收集了她的数据。 小丽的摆每分钟摆动 50 次。和你的摆 1 分钟摆动次数一样吗？ 老师还收集了其他几位同学自制摆的摆动次数，我们一起看一看，这些摆 1 分钟能摆动多少 次呢？我们一起从数据上看一看吧！ 先横着看每一个摆，摆动三次的实验数据，你能发现什么？我们能看到每个摆，摆动三次的 次数多数是相同的，少数是不同的。但也很接近。因为我们实验中的摆不是很精确，会有误差， 所以实验数据要看多数的次数或者求平均数。从这个表格中我们能够发现同一个摆，摆动
31、的快慢 是一定的，说明我们自己制作的每个摆都具有等时性，它们都可以用来计算自己的时间。 再来比较不同的摆，纵向看表格里的每一列，你又发现了什么？有的同学发现，不同的摆， 摆动的次数不同，也就是摆动的快慢不同，在相同时间内，摆的次数越多，摆动越快。钟摆每分 钟摆动的次数都是 60 次。 显然我们自己做的摆和钟摆的快慢是不同的。 数据的表现和我们看到的 真的一样吗？下面我们一起看一下这几位同学的摆吧 （播放视频）通过视频我们能够发现自己制作的摆，摆动快慢真的是各不相同的。 尽管它们都具有等时性，可以测量自己的时间，但它们又都与摆钟 1 分钟摆动次数不一样， 可以怎样把他们调成一样的？ 有同学马上就
32、能想到，把我们做的慢的摆调快点，做得快的摆调慢点不就行了吗？是的，那 我们怎样调整摆可以改变它摆动的快慢呢？ 请同学们课下思考：摆的快慢与什么因素有关系呢？怎样调整可以让你的摆 1 分钟摆动 60 次？下节课我们就来一起寻找摆钟 1 分钟摆动 60 次的秘密。 下节课所需要的材料有单摆实验器、一根比较长的摆线、不同重量的摆锤、米尺、笔和纸， 制作的摆的材料可以替换成你家里有的物品。请同学们提前准备好。 【课后练习】 一、通过今天的学习请你进行判断，对的画，错的画 X。 1.通过课上的学习，我们知道了自己做的摆也具有等时性。 （） 2.我们自己制作的摆，每分钟摆动的次数是相同的。 （） 二、课后
33、搜集资料任务： 请你搜集并学习关于摆钟的历史。 【教学后记】 9 5.5.摆的快慢摆的快慢 【教学目标】 科学概念目标 改变摆锤质量不能改变摆的快慢，摆绳长度影响摆的快慢：摆绳越短摆动速度越快，反之则 越慢。 科学探究目标 能根据已有的实验现象推测摆的摆动快慢与什么因素有关。 能有效开展改变摆锤质量、摆绳长度对摆的快慢是否产生影响的实验研究。能对实验的结果 进行分析，并能根据分析进行预测。 科学态度目标 初步意识到获得精确的测量结果是需要反复测量的。意识到在实验中细心观察并发现新的问 题是很重要的。 科学、技术、社会与环境目标 了解人类的好奇心是科学技术发展的动力。 【教学重点】改变摆锤质量不
34、能改变摆的快慢，摆绳长度影响摆的快慢：摆绳越短摆动速度 越快，反之则越慢。 【教学难点】能根据已有的实验现象推测摆的摆动快慢与什么因素有关。 【教学过程】 今天我们一起来学习摆的快慢。 （播放视频）你还记得这三个摆吗？是的上节课，我们曾看到过它们。 通过对他们数据的分析和摆动现象的观察，我们发现他们摆动快慢是不同的，而且都与钟摆 1 分钟摆动的次数不相同。 请你想一想，如果让这些摆也能够 1 分钟摆动 60 次，你有什么好办法？ 我们一起听听同学们是怎么想的？有的同学提到挂在尺子上的摆，摆绳太短了，所以它摆动 的非常快，他想通过加长摆绳让它摆动得变慢一些。 有的同学想到了挂在桌子上的摆，下面的
35、重物是橡皮，所以它摆动得很慢，而钟摆是金属的 摆锤，所以他想更换更重的摆锤。你有什么想法呢？ 老师觉得这些同学们的想法和发现都特别好，比钟摆慢的，需要调快一些，比钟摆快的，需 要调慢一些，大家想调整摆线长短、摆锤的轻重看看对摆的快慢有没有影响，下面我们就用你自 己做的摆和老师一起试一试，摆的快慢到底和同学们说的这些因素有什么关系？他们是不是都能 影响摆的快慢呢？ 我们首先来调整一下自己摆的摆绳长短，请你仔细思考下面三个问题，1.你认为调整摆绳长 短，摆动快慢会有怎样的变化？2.你想怎么做这个实验来证明你的假设？3.你想观察到什么现 象？使用“如果我看到，就说明”来说一说。 老师请到了一位同学说
36、一说他的想法， 请你仔细听， 和你的想法一样吗？他认为摆绳长的摆， 摆动慢，调短摆绳可以让它快一些。 那怎样来做这个实验呢？他想利用对比实验来证明自己的想法，可以做 1 个摆，然后调整摆 绳的长短，可以 1 个摆绳短 1 个摆绳较短 1 个摆绳长，都测量 1 分钟，看一看摆的快慢与摆绳长 短有没有关系。哪一个摆长的摆更接近于摆动 60 次，方便他继续调节自己的摆。那老师这里有一 个疑问了，什么样的摆绳就是短？什么样的摆绳就是长呢？每个同学做的不一样我们就不好比较 了，为了方便我们后面的交流，这里提示同学们， 摆绳的长度我们统一用 20 厘米、30 厘米和 40 厘米来确定它的长短。 如果实验中
37、看到摆绳短的摆，摆动次数多，摆绳长的摆，摆动次数少，他的观点就被证实了。 如果没有看到这个现象，就说明摆绳长短和摆动快慢没关系，说明他的观点没有被证实。在调节 摆的时候不用考虑这个因素。你和他想的一样吗？下面让我们一起梳理一下这个实验的方法。 10 请按照你的想法填写表格内容。在调整摆绳长短对摆动快慢有什么影响的实验中，你是怎样 想的。 我们一起看一下小明同学的设计。为了能够公平的比较出到底调整摆绳的长短对摆动快慢有 什么影响，我们要进行一个对比实验的活动，所以这里他设计的不同条件是摆绳的长短不一样。 其他条件都要相同。你是这样设计的吗？ 下面请你按照自己的设计开始实验，并把实验数据记录在表格
38、中，证明一下你的想法是否正 确。请你来和老师一起看一看我进行的实验活动吧。 （播放 20 厘米第一次摆）停,我数了 64 次，你数的是吗？请把实验结果记录下来。 （播放 20 厘米第二次摆） （播放 20 厘米第三次摆） （播放 30 厘米的摆）这样的实验我们也要进行三次，这里因为时间关系我们不再做了。 （播放 40 厘米的摆）你自己的摆和老师实验的结果一样吗？ 下面我们就根据老师演示的这组实验数据一起分析一下。从这组数据中你发现了什么？横向 看每个摆，摆动次数都一样，再次证明了摆具有等时性 纵向看三个不同摆长的摆，我们能发现摆动次数不一样，这说明了调整摆绳长短真的能改变 摆的快慢，那通过数据
39、你能说一说，它们之间有怎样的关系吗？什么时候摆动的快？什么时候摆 动的慢？ 是的，我们能得出这样一个结论，调整摆绳长短会影响摆动的快慢，摆绳越长，摆动越慢， 摆绳越短，摆动越快。所以我们在调节自己的摆的时候就可以依据这个规律进行尝试调节了。 小明一开始认为摆绳长的摆，摆动慢；摆绳短的摆，摆动快，通过实验证明了他的想法是对 的。那你开始的假设对了吗？调整摆绳的长短能够影响摆的快慢，那调整摆锤的轻重会改变摆的 快慢吗？ 仿照刚才的实验把你的想法填写进表格中吧！稍后我们一起分享。 有同学已经把自己的方案交给了老师，这一次他只改动了摆锤的轻重，用了 1 个螺母、2 个 螺母和 3 个螺母，其他条件都相
40、同，你和她想的一样吗？下面快按照自己的设计试一试吧！ 请你把实验结果记录在表格中，老师也进行了一组这样的测试，请你再来和老师一起看一看 我进行的实验活动吧。每个实验应该做三次，由于时间关系，这里我们每个实验只做一次。 （播放 1 个螺母的摆） （播放 2 个螺母的摆） （播放 3 个螺母的摆） 根据我演示的这组实验数据我们一起分析一下。 从这组数据中你发现了什么？横向看每个摆， 摆动次数都一样，再次证明了摆具有等时性，纵向看三个不同摆锤重量的摆，我们能发现摆动次 数是一样的，这说明调整摆锤的轻重不影响摆的快慢。 所以，通过实验数据，我们能得出这样一个结论，调整摆锤的轻重不影响摆的快慢。 这位同
41、学一开始认为摆锤重的摆，摆动快，摆锤轻的摆，摆动慢，通过实验没有证明她的想 法。那你开始的假设对了吗？ 综合上面两种调整摆的方法，我们可以发现，摆动的快慢与摆绳长短有关，摆绳越长，摆动 越慢，摆绳越短，摆动越快。所以我们在调整自己的摆的过程中，只要调节摆绳的长短就可以了。 下节课我们需要用到你自己自制的摆、秒表、软尺、笔和纸。请你提前准备好。 【课后练习】 实践活动一：尝试在家中做一个 1 分钟摆动最慢的摆，它是什么样子的？ 实践活动二：尝试在家中做一个 1 分钟摆动最快的摆，它是什么样子的？ 【教学后记】 11 6.6.制作钟摆制作钟摆 【教学目标】 科学概念目标 摆的摆动快慢与摆绳长度有关
42、。 同一个摆，摆绳长度越长，摆动越慢；摆绳长度越短，摆动越快。 科学探究目标 能在真实的情境中研究摆绳长度如何影响摆动快慢， 不断地调整摆， 直至每分钟正好摆动 60 次。 能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢。 科学态度目标 认识到细心观察与准确测量的重要性。对新问题的研究保持积极的探究欲望。 科学、技术、社会与环境目标 意识到人类对产品需要不断地改进以适应现实的需求。 【教学重点】摆的摆动快慢与摆绳长度有关，同一个摆，摆绳长度越长，摆动越慢；摆绳长 度越短，摆动越快。 【教学难点】能在真实的情境中研究摆绳长度如何影响摆动快慢，不断地调整摆，直至每分 钟正好摆动 60 次。 【教学过程】
43、 同学们好，今天我们一起学习制作钟摆。 前面的课中我们已经学习过如何自制摆，同学们也都做出了自己的摆，尽管它们都具有等时 性，可以测量自己的时间，但他们摆动的次数各不相同，不方便我们使用，那我们可以怎样把他 们调成一样的呢？就像钟摆一样，一分钟摆动 60 次，方便我们统一计时。 今天这节课就让我们将自己制作的摆调整成为一个 1 分钟正好摆动 60 次的摆。 首先我们来分析一下这个任务，请你思考：1.制作中应用了什么知识？2.你现在的摆，摆绳 长度是多少？1 分钟摆动多少次？3.可能会遇到什么困难？怎么解决？ 有同学马上就能说出， 我们制作摆的时候需要用到上节课的知识， 摆的快慢与摆绳长短有关，
44、 摆绳越长，摆动越慢，摆绳越短，摆动越快。他想的特别好，你想到了吗？ 那现在你的摆，摆绳有多长？它 1 分钟摆动多少次呢？请根据你现在的摆思考一下，接下来 你想怎样调整？第一次把你的摆绳调整到多少合适？ 如果老师给你提供上节课的实验数据，能不能帮你确定从摆长多少开始进行调整？有同学马 上想到了，快来听听她是怎么想的。 （音频：我认为在同一个摆中，摆绳越短摆动越快，当摆绳长度是 20 厘米时，它摆动的次数 是 64 次，摆绳长度是 30 厘米时，它摆动的次数是 53 次，摆绳再长只会越来越慢，所以 1 分钟摆 动 60 次的摆， 它的摆绳长度一定在 20 厘米到 30 厘米中间的某个位置上。 我
45、只要把我的摆绳调到 那个位置就能让它 1 分钟摆动 60 次了。 ）她说的和你想的一样吗？ 还有同学和我分享了他的困难，他觉得制作摆很简单，但是让它正好摆动 60 次有点难，所以 在设计方案时他要仔细想一想怎样进行调试。你有同样的困扰吗？可以提前记录下来，仔细思考 如何解决。 先把你的设计方案填写入表格中，提示同学们，重点思考如果你的摆快了或者慢了，如何用 较短时间、较少次数将它调试成 1 分钟摆动 60 次？要在方案中呈现你的想法。 快来试一试吧，把你每次制作的摆绳长度和它对应的 1 分钟摆动的次数记录下来，看看你用 了几次最终调试出了 1 分钟正好摆动 60 次的摆。 在制作与调试过程中王
46、老师给大家一些温馨提示：1.认真按照方案进行制作。2.真实记录每 次实验数据。3.耐心完成每次调试。 4.准确对自己的活动进行评价。开始制作与调试吧！ 已经有很多同学制作成功了，你成功了吗？我们一起看一下。这是一位同学制作的摆。 12 这也是一位同学调试好的摆。他们非常兴奋地把自己做的摆和制作调试的经验告诉我了，我 们一起听听他们的经验，看看有没有值得你学习的地方。 （音频： 我调试的方法是逐渐减少摆绳长度的方法。 从 30 厘米开始尝试， 每次都减少 2 厘米， 然后测量 1 分钟摆动的次数，慢慢接近 60 次，如果摆动快了超过 1 分钟 60 次，就再往回进行微 调，然后我就成功做出了 1
47、 分钟摆动 60 的摆。 ） （音频：我在调试的时候使用的是取中间数的方法，我从上节课的记录中确定了摆绳长度一 定在 20 到 30 厘米的范围里，所以我调试的第一个摆绳长度是 25 厘米，然后进行测试，发现摆动 次数是 58 次，还是比较慢，所以我确定摆绳长度应该是在 20-25 厘米范围里，所以我再取中间数 继续试，就这样我成功做出了 1 分钟摆动 60 次的摆。 ）他们的方法都非常好，你在调试的时候有 什么小诀窍吗？可以与你的家长说一说。下面老师也进行一次这样的制作活动。先教给同学们老 师的一个小窍门。 （播放视频）你能猜到我在做什么吗？是的，我想你一定看出来了，老师在摆绳上做刻度呢！
48、我们在进行调试前，可以先按照之前的分析，既然我们调试的范围在 20 厘米到 30 厘米之间，不 如我们就把这 10 厘米的刻度画在摆绳上， 省的来回使用尺子测量摆绳的长度， 你想到这个办法了 吗？下面看看老师我是如何调试摆的吧！ （播放调试摆的视频） 最后我经历了 4 次调试才做成功我的摆。 聪明的你一定发现了，我是按照第一位同学调试的经验进行的尝试，我们可以看到当摆绳长 度是 24 厘米时，1 分钟摆动了 61 次，超过了我们标准，我只能再把摆绳的长度调长一点点，最 后，在摆绳长度接近 25 厘米时我成功了。看来细心完成一件事真的不容易呢！你成功了吗？调试 了几次？ 我们再来看一位同学最终的
49、成品，请你数一数，他的摆符合要求吗？准备，开始。 （播放台灯 50 次视频） 通过实验我们发现他制作的摆 1 分钟摆动 50 次， 不符合我们的要求， 你能帮帮他吗？他该怎么调？是的，只要把摆线继续调短，再测试，再调短，再测试，直到真的 到了 60 次才可以。 （播放台灯 60 次视频）看，他已经按照咱们说的方法调试了，再来帮他数一数吧，看看这回 他符合要求了吗？准备开始 （播放台灯 60 次视频）正好 60 次这次，他符合要求了。 还有许多同学制作成功了他自己摆，希望展示给大家看，下面我们就来欣赏一下他们的辛苦 成果吧！ （播放视频）咦，你发现了吗？同样都是 1 分钟摆动 60 次的摆，它们
50、一样吗？开始看着还是 一样的，但是怎么慢慢地三个摆就出现了极细小的差异，看来这些摆还是不够精准的，我们使用 计时工具的目的就是为了获取一个统一的精准的时间。 请课后再试一试你的摆，能不能让它尽可能的更加精准。这回老师可不希望你们用太短时间 和最快的速度了，现在我们需要的是精准一些。精准到什么程度呢？哪怕就比标准慢一点点，你 觉得你还要调多少？ 也请同学们在课下进行一项调查活动，为下节课的学习做准备。摆钟是我们现在生活中非常 常用的精确计时工具，但仍有不足之处，请你调查了解一下目前最先进的计时工具可以精确到什 么程度？今天的课就上到这里，同学们再见！ 【课后练习】 1.实践活动：请课后再试一试你
