1、内容1.教师上课1.情景导入1.1根据我们对摆的研究,摆的快慢与什么无关?与什么有关呢?1.2我们发现:摆的快慢与摆锤重量和摆幅大小无关,与摆绳长度有关。摆绳越短,摆动越快,摆绳越长,摆动越慢。2.探索新知1.3那么现在,请你猜一猜:如图所示的这两个摆,它们的摆动快慢一样吗?1.4我们来试试看。让我们来看看下面这个视频。1.5实验发现:这两个摆的摆动快慢不同。这是为什么呢?我们通过前面对摆的研究,已经知道摆的快慢与摆锤重量无关,而这两个摆的摆绳长度一样,摆锤长度也相同,这是为什么呢?1.6影响摆快慢的因素是摆长。摆长是指从固定点到摆的重心的距离。如这两个摆,摆绳重量可以忽略不计,摆的重心就是摆
2、锤的中心。这是摆长。1.7这两个摆的重心不同,所以摆长不一样。什么是重心呢?我们可以认为:物体各部分受到的重力作用集中于一点,这个点就是重心。 如何寻找摆的重心呢?我们一起通过视频来寻找。1.8这个摆,可以这样来寻找它的重心,它的平衡点就是摆的重心。移动重物的位置,发现摆的重心也改变了。1.9现在,我们来动手做一个1分钟摆动60次的摆,也就是秒摆。如果我们可以将它调整到15秒刚好摆动15次,就成功了。1.10我们可以通过调整什么来调整摆的快慢呢?1.11我们可以通过调整摆绳的长短!我们先来测一测摆绳40cm时摆在15秒摆动的次数。1.12通过测试,我们发现摆绳长40cm时摆在15秒摆动11次。
3、我们知道:摆长越长,摆动越快,摆长越短,摆动越慢。所以,我们应该怎样调整摆绳呢?1.13我们应该缩短摆绳。现在,我们来测一测摆绳20cm时摆在15秒摆动的次数。1.14摆绳20cm时摆在15秒摆动16次。请你想一想:要想使摆摆动15次,应该如何调整摆长呢?1.15摆绳长度我们要控制在2040cm之间。根据刚才的实验结果,我们可以将摆绳长度调整为24cm试试。1.16摆绳24cm时摆在15秒摆动15次。这样一个15秒钟摆动15次的钟摆做成了,这个钟摆在1分钟可以摆动60次!当然,我们有时需要经过多次调整试验,才能调整到我们需要的快慢。1.17如果是这种摆,我们还可以怎样调整钟摆的摆动快慢呢?1.
4、18可以调节摆的重心!现在,我将这个磁铁固定在最低处(刻度1cm处),我们来测它15秒摆动的次数。1.19磁铁固定在最低处(刻度1cm处)时15秒摆动13次。现在,应该怎么做呢?1.20我们应该缩短摆长,也就是将重心上移,我们试一试把磁铁固定在刻度20cm处。1.21把磁铁固定在刻度20cm处时15秒摆动 17次。接下来,应该怎样调节重心,使摆15秒刚好摆15次呢?1.22根据刚才的实验数据分析,摆长应该是介于刚才两个长度之间,我们把磁铁固定在刻度10cm处试试。1.23磁铁固定在刻度10cm处时15秒摆动15次。这样,1分钟摆动60次的钟摆又做好了。3.回顾小结1.24我们知道调整摆快慢的方
5、法是调节摆长。摆长越短,摆动越快;摆长越长,摆动越慢。1.25我们可以从调节摆绳长短和调节摆锤重心高低两方面来调节摆长。必要时,可以两种方法结合起来。4.拓展应用1.26如果让你做一个1分钟摆动30次的摆,你会了吗?1.27我们可以通过增加摆长的长度,将它调整到30秒刚好摆动15次,就可以成功了。2.学生自学1.跟我学2.1让我们通过视频,做一个摆钟吧!tc011.通过制作一个简易摆钟研究控制摆的摆动快慢。2.能通过实验发现摆的摆动快慢与摆长有关,同一个摆,摆长越长,摆动越慢,摆长越短,摆动越快。2.学生练习2.2根据视频学习回答下列问题1.单摆每分钟摆动次数与下列哪项有关。( )A.摆幅 B
6、.摆锤 C.摆长2.3( C )【解释】单摆每分钟摆动次数与摆的摆动快慢有关。故选C。2.42.下列各项叙述中正确的是( )A.摆锤越重,摆的摆动越快。B.摆幅越大,摆的摆动越快。C.改变摆长可以改变摆的摆动速度。2.52.下列各项叙述中正确的是( C )【解释】调整摆的摆动快慢的方法是调节摆长的长度。2.63.下图的两个摆,绳子的长度相同,同时以相同的角度开始摆动,在15秒时间里摆动次数少的是哪个摆?A.甲 B.乙 C.甲和乙摆动次数一样2.7( A )【解释】影响摆快慢的因素是摆长。甲的摆长比乙的摆长长,甲在15秒内摆动的次数比乙少,故选A。3.拓展资源1.教学设计3.1word0012.
7、拓展知识3.21.时间基准所谓时间基准,就是在当代被人们确认为是最精确的时间尺度,长期以来,人们一直在寻求着这样的时间尺度。在远古时期,人类以太阳的东升西落作为时间尺度;公元前二世纪,人们发明了地平日晷,一天差15分钟;一千多年前的希腊和我国的北宋时期,能工巧匠们曾设计出水钟,精确到每日10分钟误差;六百多年前,机械钟问世,并将昼夜分为24小时;到了十七世纪,单摆用于机械钟,使计时精度提高近一百倍;到了20世纪的30年代,石英晶体震荡器出现,对于精密的石英钟,三百年只差一秒自十七世纪以来,天文学家们以地球自转和世界时作为时间尺度:当地球绕轴自转一周,地球上任何地点的人连续两次看见太阳在天空中同
8、一位置的时间间隔为一个平太阳日。1820年法国科学院正式提出:一个平太阳日的1/86400为一个平太阳秒,称为世界时秒长。由于地球自转季节性变化、不规则变化和长期减慢,所以世界时每天可精确到110-9。但是社会的进步和科学技术(特别是航天、空间物理、军事等)的飞速发展,使人们对时间尺度的精度需求越来越高。社会在进步,科技在发展,人类对新的时间基准的研究仍在继续,大铯钟作为PRIMARY CLOCK的地位受到严重冲击。例如:原子喷泉、光频标就是它的强力对手。喷泉钟的准确度进入10-15, 最好的达到110-15(美国标准与技术研究院)。光抽运铯束基准频标的准确度也进入10-15(法国巴黎时间频率
9、实验室)。因此,不久的将来,喷泉钟或光频标完全有可能取代目前的微波频标,成为新一代的时间频率基准。3.32.伽利略的钟摆3.常见问题3.41.在教学准备上有什么建议?教师在教学准备前提供给学生的材料可选用木条,但木条一定要直,粗细大小也要一样。如找不了木条,也可以选择不锈钢尺,用磁铁作为摆锤。2. 教学中应该注意哪些问题呢?教师在教学中,可由有趣的观察开始引入。让学生观察两个比较特殊的摆(摆绳一样长,但两根木条不一样长度所做成的摆),比较它们的摆动速度,学生做出推测,并将推测的理由与大家分享。以此激起学生对摆长的深刻理解,并完成制作一个每分钟摆动60次的钟摆。3.做一个每分钟摆动60次的钟摆的教学建议。教师在组织本活动时,关键是要学生不经测量就去预测每分钟摆动60次的摆摆长是多少。引导学生只结合他们的测量结果进行预测。让学生在实际操作中不断地修正自己的认识,制作出每分钟摆动60次的摆。
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