师:各位同学,大家好。今天我们学习五年级上册教科版科学第三单元第六课——制作钟摆。请大家准备好科学书、科学活动手册、笔、若干纸、铅笔、细绳、螺母、量角器、计时器和尺子等工具。
我们今天的学习目标有以下几点:一、能在真实情境中研究摆绳长度如何影响摆动快慢,不断调整,直到每分钟正好摆动60次。二、知道同一个摆,摆绳长度越大,摆动越慢;摆绳长度越小,摆动越快。三、认识到细心观察与准确测量的重要性。
上节课我们学习了摆的快慢,大家还记得学到的科学知识吗?我们来看上节课这两次实验的实验数据,你有什么发现?现在请说一说。
生:我们得到的结论是改变摆锤质量,不能改变摆的快慢;摆绳长度能影响摆的快慢。摆绳越短,摆动速度越快;摆绳越长,摆动速度越慢。
师:请同学们自己先朗读一遍上述结论。同学们,大家知道机械摆钟一分钟摆几次吗?
生:一个机械摆钟一分钟摆60次。
师:我们能不能制作一个钟摆,让它一分钟摆动60次呢?今天,让我们来做一个一分钟摆动60次的钟摆。同学们,我们在本单元第三课“我的水钟”一课里制作过水钟。大家记得制作水钟的步骤吗?
生:先要设计方案,然后进行制作和测试。
师:我们现在来设计制作钟摆的方案。今天我们可以用“机械摆钟”和“摆的快慢”这两节课上制作钟摆的方法和学具,来做一个一分钟摆动60次的钟摆,也就是利用铅笔、细线、螺母、秒表、尺子、量角器来完成实验。我们用这些材料做一个一分钟能精确摆60次的摆,可以通过调节什么来改变摆的快慢呢?
生:可以通过改变摆绳长短来改变摆的快慢。
师:有什么方法可以更快或者更简单地解决问题呢?
生:可以先设定预测值。
师:上节课我们学习了摆的快慢,并且完成了探究摆的快慢与摆绳长短关系的实验。这个实验中我们记录了不同绳长的摆在30秒内摆动的次数,我们可以通过这个实验的数据来设定预测值。例如上节课我们发现20厘米绳长的摆30秒摆动次数为32次,相当于60秒摆动次数为64次;30厘米绳长的摆30秒摆动次数为27次,相当于60秒摆动次数为54次。所以预测值在20 - 30厘米之间。所以我们可以根据同学们上节课的实验数据先设定预测值。一般来说,预测值不会恰好达到要求,所以我们需要第二次调试摆绳的长度。
书上介绍了两种调试摆绳长度的方法。我们来看第一个例子。我们以30厘米为预测值,然后根据每次预测的结果增加或减少5厘米,最终让摆一分钟精确摆动60次。为了节约时间,我们可以测摆15秒内是否摆动了15次,不需要测60秒。我们看第二个例子,我们仍然以30厘米为预测值,每次根据结果让摆绳减半,如果慢了就再减半,如果快了,可以确定绳长在15厘米到30厘米之间,如此类推,直到确定准确的摆绳长度。以上就是设计方案的所有要求,请同学们暂停视频,拿出纸和笔,参考课本52页黄色表格,并在3分钟内设计我们的实验方案。
(3分钟后)
师:3分钟的时间到了,相信大家已经完成了设计方案,我们也来看看其他同学的设计方案。第一位同学,他把摆绳35厘米作为预测值,先通过实验测出摆绳35厘米在1分钟内的摆动次数,如果快了,就减少5厘米,不断测试,直到找出准确的摆绳长度为止。我们来看第二位同学的方案,他把摆绳40厘米作为预测值,先通过实验测出摆绳40厘米在1分钟内的摆动次数,如果慢了就再减半,如果快了,准确的摆绳长度就在20厘米到40厘米之间,不断重复第一步,直到找出准确的摆绳长度为止。同学们,我们现在已经按照要求完成了方案设计,我们现在学习一下如何进行制作和测试,请大家认真看看老师对钟摆制作和测试的示范。我们先看制作的部分。
摆绳的长度要靠预估。借鉴前几课实验的经验,我们先用30厘米的摆绳来测量一下,将摆幅控制在30度。我们要注意在整个实验过程中,摆锤的重量不能变,摆幅不能变。大家学会了吗?接下来我们学习如何进行测试。
(开始测试,记录数据)
师:计时开始。摆动,一分钟的时间是54次,我们把数据记录下来。同样长度的摆我们要重复测量两次。30厘米的摆绳一分钟摆动不够60次,我们需要把摆绳调短一些,加快摆动次数,将摆绳调到20厘米试试,摆锤重量和摆幅不变。测量开始,一分钟摆动的次数是65次,我们再重复测量两次。
