小学五年级《摆的秘密》教学设计

二、教学目的　1.通过本课教学，使学生认识摆动，知道单摆摆动的规律——同一个摆摆动的快慢是一定的；摆动的快慢与摆锤的轻重无关，与摆线长短有关，摆线短的摆动得快。

2.培养学生的实验能力（应用对比实验的方法研究单摆摆动的规律）和归纳概括能力（从反复实验的数据中归纳、概括单摆摆动的规律）。

3.使学生体会到：人只有认识了自然规律，才能更好地利用自然规律。

三、教学准备　

1.分组实验材料：

（1）支架：在铁架台或木支架的横梁上安一个挂钩。

（2）单摆：3个。用细线和螺丝帽做成，细线一端在螺丝帽上系牢，另一端打一个结，使其成为一个套，能挂在支架的钩上。在3个摆中，有2个摆摆线长短相同，摆锤轻重不同（用大小不同的螺丝帽）；有2个摆摆锤轻重相同，摆线长短不同。

2.演示材料：带摆的钟。

3.挂图或投影片：摆钟、杂技演员荡秋千。

四、教学过程　

（一）教学引入

1.出示摆钟（或挂图、投影片）。

2.谈话：

（1）这是什么？

（2）这（指钟摆）叫什么？（板书“摆”）

（3）钟摆是怎样动的？这种运动方式叫什么？（讲解并板书“摆动”）

（4）你还看见过什么物体像钟摆一样摆动？

（5）关于钟摆，你有什么问题？

3.讲述：这节课，我们就来研究关于摆的秘密。（板书课题。）

（二）学习新课

1.讲述伽利略研究摆的故事

（1）讲述：摆动是一种很常见的自然现象，意大利科学家伽利略早在400多年前，就对这种现象进行过研究。

（2）看课文中伽利略研究吊灯摆动的插图。

（3）讲述：

有一天，伽利略来到了教堂，在教堂的大厅里，他看到一盏吊灯在不停地摆动。这件事引起了他的兴趣，他想，吊灯来回不停地摆动，这种摆动是否有什么规律呢？于是，他用脉膊计算时间，仔细观察吊灯的摆动。过了一段时间，他终于发现了吊灯摆动的规律。

吊灯的摆动究竟有什么规律呢？让我们像伽利略那样，通过观察、实验来揭开这个秘密。

2.指导学生认识同一个摆摆动的快慢是一定的

（1）讲述：怎样实验呢？（出示实验装置——单摆。）我们用这样一个装置来实验。在一根细线上栓一个重物——螺丝帽，在线的上端系一个套，通过套把线挂在支架横梁的钩上；用手轻轻推动螺丝帽，它就会像钟摆、吊灯一样摆动起来。我们把这个实验装置叫做“摆”。每个组有 3个摆，各组任意选择一个摆，把它挂在支架上，观察它是怎样摆动的，摆动有什么规律。

（2）学生分组安装、观察。

（3）汇报观察结果。（多数学生可能不会观察出单摆摆动的快慢是一定的，而是观察到其他一些现象，这也没有关系；如果有的学生说到这方面的问题，也很好，可以使下面的实验“师出有名”。根据学生是否观察到或说到，决定下面的实验是探究性的还是验证性的。本教案下面的内容是按学生没观察到设计的。）

（4）讲述：为了更好地观察摆动的规律，我们来观察它在一定的时间内摆动的次数。我们首先观察它在30秒内摆动的次数。摆来回算一次，即摆从左边摆到右边，再从右边回到左边算一次。（为了使学生明白这个观察要点，教师肯定要边演示边讲解，然后还要让全班集体观察、出声数出摆动的次数。）

（5）学生分组观察：30秒内摆动的次数。（由教师统一计时，各组学生默数，观察2次，把观察结果记在课本中的记录表中。）

（6）学生分组观察：60秒内摆动的次数。（要求同上。）

（7）汇报观察结果：把各组汇报的数据写在黑板上，以便比较、归纳。

（8）讨论：

①通过以上观察、实验，你发现摆动有什么规律？

（如果学生回答不出，可再问下面的问题。）

②每个组的摆，在2个30秒内摆动的次数有什么关系？（相同。）在2个60秒内摆动的次数有什么关系？（相同。）各个组的实验结果是否都是这样？这说明什么？

（9）教师小结：通过以上研究我们可以知道，每个摆在相同的时间里摆动的次数是相同的，也就是说每个摆摆动的快慢是一定的。（板书：每个摆摆动的快慢一定。）当年伽利略在教堂的大厅观察吊灯的摆动时，发现的正是这个规律。

（10）指导学生填写课文中这个问题的结论。

3.指导学生研究摆动的快慢与什么有关系

（1）讨论：

①在前面的实验中，同一个摆摆动的快慢是一定的，不同的摆摆动的快慢是否相同？对此你有什么问题？

②你认为摆动的快慢可能与什么有关系呢？可以相互观察一下，各组的摆有什么不同？

③要弄清摆的快慢与摆锤的轻重是否有关系，应该怎么办？

（2）讲述：在各组的3个摆中，选择两个摆线长度相同、摆锤的轻重不同（螺丝帽大小不一样）的摆实验，观察它们在30秒内摆动的次数是否相同。实验2次，把观察结果记在课文的记录表中。

（3）学生分组实验。

（4）汇报实验结果。（把各组的数据写在黑板上。）

（5）讨论：以上实验结果说明什么？为什么？

（6）教师小结：实验表明，摆动的快慢与摆锤的轻重没有关系。

（7）讨论：

①现在你认为摆动的快慢可能与什么有关系？

②要弄清摆动快慢与摆线长短是否有关系，应该怎么办？

（8）讲述：在各组的3个摆中，选择两个摆锤的轻重相同（螺丝帽大小一样）摆线长短不同的摆实验，观察它们在30秒内摆动的次数是否相同。实验2次，把观察结果记在课文的记录表中。

（9）学生分组实验。

（10）汇报实验结果。（方法同上。）

（11）讨论：

①以上实验结果说明什么？为什么？

②现在你知道摆动快慢与什么有关系？有什么关系？（即什么样的摆摆动得快？什么样的摆摆动得慢？）

（12）教师小结：通过以上研究我们知道，摆动的快慢与摆锤的轻重没有关系，与摆线的长短有关系，摆线短的摆动得快。（同时板书以上知识要点。）

（13）指导学生填写课文中这个问题的结论。

（三）巩固练习

1.讲述：这节课我们一起研究了摆的秘密。

2.提问：

（1）什么样的运动叫摆动？

（2）实验用的摆由什么构成？

（3）同一个摆的摆动有什么规律？

（4）摆动的快慢与什么有关系？有什么样的关系？

3.讨论：

（1）钟摆有什么作用？（由于同一摆在相同的时间里摆动的次数是一定的，这样就可以利用摆控制钟表内齿轮转动的快慢，使钟表匀速、平稳地走动。）

（2）怎样调整有摆的钟“走”的快慢？（摆锤下有螺丝，将螺丝沿顺时针方向拧，摆锤上升，相当摆线缩短，钟摆摆动变快，钟表便“走”得快；将螺丝沿逆时针方向拧，摆锤下降，相当摆线加长，钟摆摆动变慢，钟表便“走”得慢。）

4.出示挂图或投影片——杂技演员荡秋千。

5.提问：

（1）图中是什么？

（2）你玩过荡秋千吗？

（3）几个孩子都玩一个秋千。力气大的孩子能荡得快，对不对？体重小的荡得快、体重大的荡得慢，对不对？为什么？

（四）布置作业

研究：两个荡秋千的杂技演员能在空中准确对接，不会掉下来。这是怎么回事？用实验证明。　

五、教学参考知识

单摆

也称“数学摆”。由一根上端固定不能伸长的细线（线的质量很小，可以忽略不计）和在下端悬挂的一个小球组成。当它在重力的作用下摆动时，

 

六、观察实验指导

单摆实验

目的：

（1）知道同一个摆摆动快慢是一定的。

（2）知道摆动快慢与摆锤轻重无关。

（3）知道摆动快慢与摆线长短有关，摆线越短，摆动越快。

材料：铁架台、双顶丝、铁钉、40厘米摆线、35厘米摆线、30厘米摆线、摆锤（中药丸的球形塑料盒）、铁垫圈、表、铁丝。

方法：

（1）同一个摆，摆动快慢是一定的。

①用铁架台、双顶丝、铁钉、40厘米摆线、摆锤、铁丝按下图装好单摆。

②一个学生看表，另一学生推动摆，数30秒内摆动的次数，记录下来。

③重复作一次。

④研究上面的实验结果说明什么问题。

（2）摆动快慢与摆锤轻重无关。

①在摆线下挂轻摆锤（中空药盒），测定30秒摆动次数。

②在同一摆线下，换挂重摆锤（装满铁垫圈的中药盒），测定30秒摆动次数。

③研究上面的实验结果说明什么问题。

（3）摆动快慢与摆线长短有关，摆线越短，摆动越快。

①用40厘米摆线的摆实验，测30秒摆动次数。

②用35厘米摆线的摆实验，测30秒摆动次数。

③用30厘米摆线的摆实验，测30秒摆动次数。

④分析三次摆动次数，有什么规律，说明什么问题。

注意：

（1）摆线应当选用加力时长短变化很小的线，例如缝纫机用的轴线。

（2）摆幅要小，摆角不超过5°为好。

（3）为了加大摆锤重量，也可以在摆锤内放其它物体，如橡皮泥。

（4）如学生计时有困难，也可由教师统一计时。

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