小学科学《钟摆的秘密》讲解

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把荡秋千画面表现出来 (注意:在一个 竖直面上摆动)
探究实验,自主学习
30秒钟内摆摆动了几次? 重复实验(三次) 师生讨论 结论:同一个摆,在相同的时间内摆动的次数
相同。
我们的摆一分钟摆动的次数
我们的摆在30秒内摆动的次数
第一次 (
)次
第二次 (
)次
第三次 (
)次
测摆摆动10秒摆动的次数。 不改变其他条件,将摆幅增加,测10秒摆动次
伽利略用细绳的一端系上小球,将另一端系在天花板上,这样就做成了一个单摆。 用这套装置,伽利略继续测量摆的摆动周期。他先用铜球实验,又分别换用铁球 和木球实验。实验使伽利略看到,无论用铜球、铁球,还是木球实验,只要摆长 不变,来回摆动一次所用时间就相同。这表明单摆的摆动周期与摆球的质量无关。 可是,摆动周期是由什么决定的呢?伽利略继续从实验中寻找答案。
摆线长 摆锤重 15厘米 50克 20厘米 50克 30厘米 50克 我的发现:
30秒摆动次数
与摆锤重量有关
摆锤重 摆线长 50克 10厘米 60克 10厘米 70克 10厘米 我的发现:
30秒钟摆动次数
表达交流,得出结论:
摆的摆动快慢与摆线长度有关,与摆锤重量无 关
小结
同一个摆 在相同的时间内摆动的次数 相同。每摆动一次所需时间相同。
1、摆为什么能长时间不停的 摆动?
2、过一段时间为什么会慢慢 停下来?
静止的摆在外力的作用下开始摆动,在 摆动过程中能量不断转化;一段时间后, 摆又在外力的作用下慢慢停下来。
用物理学知识来解释:
运动的单摆储存有机械能。有机械能就 要动。于是,单摆就在动能和重力势能 的转化中运动起来。 停下来,是因为支点和空气的阻力和摩 擦,使单摆的机械能耗散的结果。
摆的秘密
秋千是生活中一个典型的摆,秋千的 底座就是摆的摆锤,秋千的绳子就是摆 的摆线。
一个摆由摆锤和摆线两部分组成。
摆的组成 摆线
摆锤
什么叫摆动一次?
摆在摆动时,摆出 去,再回来,叫摆 动一次。
制作一个摆 怎样制作一个摆? (讨论交流)
给出材料:
铁架台,细线,钩码
学生演示:
最初的发现
1564年2月15日,伟大的物理学家伽利略出生于意大利比萨城的一个没落贵族 家庭。他出生不久,全家就移居到佛罗伦萨近郊的一个地方。在那里,伽利略的 父亲万桑佐开了一个店铺,经营羊毛生意。
孩提时的伽利略聪明可爱,活泼矫健,好奇心极强。他从不满足别人告诉的道 理,喜欢亲自探索、研究和证明问题。对于儿子的这些表现,万桑佐高兴极了, 希望伽利略长大后从事既高雅、报酬又丰厚的医生职业,1581年,万桑佐就把伽 利略送到比萨大学学医。可是,伽利略对医学没有兴趣,他却把相当多的时间用 于钻研古希腊的哲学著作,学习数学和自然科学。
一般以热能的形式耗散。
巩固练习,拓展延伸
用自己所学的知识,设计一个60秒 摆动20次的摆,看谁做的又快又准 确。
伽利略与摆
人类生活在时间的长河中,一直探索测量时间 的方法。古人发明了用沙漏、水钟等测量时间 的装置,到了17世纪还在沿用这种计时手段。 1656年,惠更斯制造出人类历史上第一个摆钟, 使人类对时间的测量进入崭新的时代。摆钟是 利用单摆的等时性原理测量时间的。那么,单 摆的等时性是如何发现的呢?下面就讲一讲这 个故事。
伽利略首先做了两个摆长完全相等的单摆测量它们的周期,测量结果使他看到这 两个单摆的周期完全相等。他又做了十几个摆长不同的摆,逐个测量它们的周期。 实验表明:摆长越长,周期也越长。在实验基础上通过严密的逻辑推理,伽利略 证明了单摆的周期与摆长的平方根成正比,与重力加速度的平方根成反比。这样, 伽利略不但发现了单摆的等时性,而且发现了决定单摆周期的因素。
2、不同的摆,摆的快慢与摆线长短有关,
摆线越长,摆动越慢;摆线越短,摆动越快。 摆的快慢与摆锤重量无关。
考考你:
<一>、怎样使你的 摆摆动的慢一些?
加长摆线
<二>、小朋友玩同一个秋千 1、力气大的荡得快,对吗? 2、体重小的荡得快,对吗? 3、体重大的荡得快,对吗? 4、谁荡得快呢?为什么?
思考:
科学小故事——伽利略的脉搏仪
伽利略带着初次发现的喜悦回到自己的房间,但是他并没有就此罢休。伽利略 是一位十分认真又喜欢研究问题的人,根本不会满足只从一次实验中得到的结果。 对于自然现象,他总是反复进行实验研究,通过严密推理探索客观规律,对单摆 规律的研究也是如此。
伽利略回到房间后,到处寻找实验所需要的东西。他找来丝线、细绳、大小不同 的木球、铁球、石块、铜球等实验用品,在他的桌子上堆满了这些“乱七八糟” 的东西。
伽利略是一位虔诚的天主教徒,每周都坚持到教堂做礼拜。1582年的一天,伽 利略到教堂作礼拜。礼拜开始不久,一位修理工人不经意触动了教堂中的大吊灯, 使它来回摆动。摆动着的大吊灯映入了伽利略的眼帘,引起他的注意。伽利略聚 精会神地观察着,脑海里突然闪出测量吊灯摆动时间的念头,凭着学医的经验, 伽利略把右手指按到左腕的脉搏上计时,同时数着吊灯的摆动次数。起初,吊灯 在一个大圆弧上摆动,摆动速度较大,伽利略测算来回摆动一次的时间。过了一 阵子,吊灯摆动的幅度变小了,摆动速度也变慢了,此时,他又测量了来回摆动 一次的时间。让他大为吃惊的是,两次测量的时间是相同的。于是伽利略继续测 量来回摆动一次的时间,直到吊灯几乎停止摆动时才结束。可是每次测量的结果 都表明来回摆动一次需要相同的时间。通过这些测量使伽利略发现:吊灯来回摆 动一次需要的时间与摆动幅度的大小无关,无论摆幅大小如何,来回摆动一次所 需时间是相同的。即吊灯的摆动具有等时性,这就是伽利略最初的发现。
数。
你发现了什么?
摆的等时性原理:同一个摆,摆动的快慢是一 定的,即每摆动一次所需时间相同。
讨论:
摆动的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ慢与哪些因素有关?
与摆线的长度有关 与摆锤重量有关 与两者都有关
分工合作
老师:计时。 学生1:让摆摆动起来。 其余学生:数摆动的次数(默数)。记录数据。
验证猜想。
与摆线长度有关
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