摆的研究

执教者：孙云妹 整理：沈立燕

师：同学们，请看老师带来了一个摆，这是一个静止的摆，怎样才能让它自由地摆动起来？谁来？ 生：对它使用力。

师：你来试一下，面朝着同学。我们仔细看，他怎么样让这个摆摆动起来？（学生示范）这样推好不好？ 生：不好

师：你觉得应该怎样？让摆自由地摆动起来。怎么样让摆自由地摆动起来？你来试一下（学生上台示范），谢谢你，刚才这位同学给我们做了一个很好的示范。我们在让摆自由地摆动起来的时候，轻轻地拖住摆锤，然后把这个摆长拉直，自然地放开，这样的话摆就可以自由地摆动起来。怎么样摆才算一次呢？ 生：来一次去一次，这样才算一次。

师：来一次去一次，你来示范一下。（学生示范）也就是说从起点开始回到起点才算一次，现在我们来给这个摆计时，看它15秒内摆动几次？我请一个同学来帮助，帮我来摆动这个摆，老师来充当计时员，我请这个同学帮着来数数。下面的同学可以自己在心里默默地数，听清楚我的口令。准备“放”——“停”。 生：15次

师：15次，那么，如果我角度再拉得大一点，你觉得它15秒内能够摆动几次？还是15次？ 生：15次

师：你觉得还是15次，那到底是不是这样呢？我们一起来见证一下，好吗？就请你，刚才是你说15次。我还是请你来数数，待会儿，你自己也要跟着一起数，好，轻轻地拿起这个摆锤，准备“放”——“停” 生：14次，刚才也是14次，刚才有一次没有摆到。

师：刚才没有摆到，你突然想到了是吧？也就是说刚才我们强调了没有回来能不能算一次的？ 生：不能算一次。

师：那如果我们这么小呢？（教师示范）你觉得它会是几次？

生：14次

师：谁想来试一试？是不是到底14次？请你来，听清楚我的口令，准备“放“——“停”。 生：14次。

师：那么，从这个实验当中你发现了什么？你说。 生：无论角度有多大，那个摆锤的次数是一样的。

师：也就是说相同时间内，它的次数是一样的。那老师这儿，还有一个摆，当两个摆摆在一起，如果我让他们一起摆动起来的时候，它们的次数还会是一样吗？请你观察。

生：我发现，那根线长的摆摆的次数少一点。 师：就是摆得慢一点。其他同学呢？还有什么发现？ 生：矮的可以摆得更快一点。

师：短的摆绳，短的那个快，那么，同学们都关注了它们有快有慢，它的快慢和什么有关呢？请同学大胆地猜测一下。你觉得可能跟什么有关？ 生：可能跟绳子的长短有关。

师：跟绳子的长短有关，这个绳子我们叫什么？ 生：摆绳。（教师板书） 师：你觉得他们可能什么关系？

生：绳子越长摆得越慢，绳子越短摆得越快。（教师板书） 师：你觉得还可能跟什么因素有关？ 生：跟下面的勾的东西有关。

师：下面勾的东西我们叫什么？——摆锤。

生：短的那根绳子摆锤有两个，长的那根绳子摆锤只有一个。跟摆锤的重量有关。

师：你觉得有什么样的关系？

生：摆锤的重量越轻就越快，摆锤的重量越重就越慢。 师：你觉得还可能跟其它什么因素有关？ 生：可能放的时间有点误差。

师：老师放的时候，可能放的时间有点误差，也有可能。刚才能同学在说角

度，角度有没有关系？ 生：没有。

师：那么，这节课，我们先来看一看摆锤的重量它是否真的会影响到摆的快慢呢？下面我们先来试一下。如果我要来研究这个，我们可以怎样来设计实验，小组内先进行讨论，结合老师给你们的提示。（学生讨论）

师：讨论好了吗？先来听一听这一组的。你们打算怎么样来设计这个实验。 生：改变的条件就是摆锤的重量，一个比较轻，一个比较重。不改变的条件摆锤的长度，这样子就形成了鲜明的对比。

师：那么，我想问一下，一个比较轻，一个比较重，那是到底是轻的快还是重的快？

生：不能相差太大，也不能相差太小。 师：你觉得多少刚合适？

生：差不多一个挂一个，一个挂三个。

师：我们来看一下，还有什么要补充的吗？他刚才说了，摆的长度不变，还有什么要补充的吗？

生：还要注意它们是在相同的时间内。 师：时间应该相同，还有吗？ 生1：放的时间应该相同。 生2：摆的幅度要一样。

师：虽然我们刚才说了，摆的幅度不影响到摆的快慢，但是我们在做的时候，尽量要保持一样。你觉得还应该注意些什么？ 生：那个加上去的物体要相同，要同一样物体。

师：这个你放心好了，老师给你的准备的是三个一样的螺帽。你觉得我们小组在做的是时候，还应该注意些什么？ 生：怎样让摆不碰到杆子。 师：你觉得可以怎样来控制？ 生：拉的时候不要有斜的角度。 师：要水平拉开是吧，还有其他同学。 生：角度拉的小一点。角度拉大的话会偏。

师：你说的很好，等下我们做的时候角度尽量拉小一点。接下来看看，老师还给你们哪些提示？已经看明白的小组可以到老师这儿来领取实验材料，明白的小组上来拿。摆绳老师已经给你们绕在铁杆上了，一会儿做的时候把它绕出来。可以悄悄地开始了。 （学生进行实验）

师：各小组汇报数据，一倍的重量，两倍的重量，三倍的重量各是多少？ 生1：一倍的重量是16，两倍的重量16，三倍的重量还是17 生2：一倍的重量是13，两倍的重量13，三倍的重量还是13 生3：一倍的重量是13，两倍的重量13，三倍的重量还是13 生4：一倍的重量是13，两倍的重量13，三倍的重量还是13 生5：一倍的重量是12，两倍的重量12，三倍的重量还是12 生6：一倍的重量是10，两倍的重量10，三倍的重量还是10

师：同学们，请关注一下这几组的数据，看每个小组的数据，你发现了什么？ 生：我发现有些组重量改变，摆锤的摆动次数不变。 师：还有呢？

生：我发现从一倍到两倍变化不大，一倍到三倍有点变化。 师：你就哪一组来说？ 生：就第一小组。

师：第一小组，本来是16，16，三倍的时候是17，我们来看看，有些小组，其中有四个小组都一样，有两组为什么会不一样呢？你觉得有可能是什么原因？你说。

生：有可能在摆动过程中撞到那根杆子，然后发出的时间不同。 师：你觉得他们操作的时候有问题，什么问题？ 生：放的时候慢了一点。

师：也就是没有同步，还有什么原因？他们自己小组发现了。 生：绳子的长短不一样。

师：可是你们自己组绳子有改变吗？同一根绳子，为什么前两次是16，后一次是17。是什么原因？

生：有可能是计时员的误差。

师：还有呢？

生：可能没到那边他们又数了一下。

师：也就是刚好在半路中的时候。你们在计时的时候，计时员掐秒表的时候，是不是都是刚好15秒？谁计时的，我想问一下，你掐秒表的时候是不是刚好都是15秒？

生：不是，有时候是14秒69，有时候是15秒53。

师：也就是说差的时候有1秒，也有可能是这些原因导致的。我们来看一下这个摆锤的重量到底跟摆的快慢有没有关系？ 生：没有。

师：从这里我们可以看出，有没有关系？ 生：没有。

师：没有多大的关系，那么我们来看一下竖的，你有没有发现了什么？ 生：那个，各组数都是从高到低的。

师：你发现它们的数字都不一样，我们来看一下是不是这样子的，一倍的时候你看看，次数都一样吗？两倍的时候呢？三倍的时候呢？这是怎么回事啊？我给你们的摆都是一样的呀。

生：各组放绳子的时间和绳子的长短不一样。

师：你发现了老师给你们的绳子长短不一样，可能你觉得会影响到结果，那是不是这样子呢？我们来量一下，每个小组测量一下。我发现有些同学在量的时候，摆绳的长度从哪一点到哪一点？从支点到摆锤的最下面。 （学生测量）

师：我们来看一看，每一小组你们的摆绳长度到底是多长？来，第一小组。 生1：17.5厘米 生2：30厘米 生3：35厘米 生4：34.5厘米 生5：36厘米 生6：45厘米

师：看一看，你从这里发现了什么？

生：我发现每组摆绳的长度都不一样。 师：还有，你说。

生：摆绳越短，摆的次数越多。 师：还有其他发现吗？

生：摆绳越长，摆的次数越少。

师：这里还有13跟13，第三组和第四组次数一样的，怎么绳子长短不一样？ 生：因为我们绳子的间距很小，只相差0.5厘米。

师：那第二小组跟第三小组的呢？是不是也是这个原因，我问下第二小组的人。那你们第三小组呢？你们是从哪一点到哪一点？那不是跟刚才我们说的矛盾了吗？怎么回事？要不要再测量一下？你们发现了什么？ 生：现在跟第四小组一样。

师：其他同学想一想，到底是什么原因，他们摆的次数一样，你看这绳子的长短，就刚才我们同学说的，摆绳越长，摆的次数越少。 生：可能他们数的时候有误差。

师：有可能两者的原因都有，导致了这个结果。总体来看，我们得出了一个什么结论？总的来说。根据我们上面两次的实验，我们发现摆的快慢与什么和什么有关？

生：摆锤重量和摆绳长度 师：他们有什么关系？

生：摆绳越长，摆得越慢，摆绳越短，摆得越快。 师：刚才我们的猜测当中，和摆锤重量有没有关系？ 生：没有。

师：跟这个没有关系，跟摆绳的长度有关系。那我们来看一下，老师把它拍出来了，请你仔细观察这幅图画，你发现了什么？ 生：它们摆绳的长度相同。 师：摆绳的长度相同（课件演示） 生：摆锤的长度不一样。

师：大小不一样还是长短不一样？ 生：长短不一样。

师：重量也不一样了，那请同学们看一看如果这两个摆，同样是15秒内，你觉得他们的快慢会怎么样？ 生：摆的次数是一样的。 师：为什么？

生：因为刚才说摆锤的重量和摆的快慢无关。

师：所以你认为他们是一样的，有不同的意见吗？都认为是一样的，那我们来看一看到底是不是一样的。为了便于我们能更好地证实，我们请123组来数右边的摆，请456组来数左边的摆，老师来当计时员，请两个同学来帮我操作。最好是同一个方向。听清楚老师的口令，准备“放”——“停”。 生1：14次 生2：14次

师：这样我们能够下结论了吗？能不能下结论，我们要做几次才能下结论？ 生：3次

师：准备“放”——“停” 生1：14次 生2：14次

师：那我们再来一次，还有一次。准备“放”——“停”。 生：14次。

师：那么我们的摆长一样，摆锤的长度不一样，测出来的数据却是一样的，这个摆绳的长度是不是就是这么一段呢？还是怎么回事，我们留到下一节课的时候再一起去研究。

《摆的研究》

教学目标 1、科学概念

 摆的摆动快慢与摆幅和摆球无关与摆绳的长度有关。同一个摆，摆绳越  长摆动慢，摆绳越短摆动越快。 2、过程与方法

 推测摆的摆动快慢与什么因素有关。

 进行改变摆的摆幅、摆锤、摆的摆长对摆的次数是否产生影响的实验研究。  对实验结果进行分析，并根据分析进行预测。 3、情感态度价值观

 初步的意识到精确测量结果的得到是需要反复测量的。  认识到在实验中细心观察发现新的问题是很重要的。  对新问题有继续研究的欲望 教学的重难点

经历推测摆的快慢与哪些因素有关，并依次展开实验研究，得到实验结果的过程。

教学准备

学生自带计时表（小组）、铁架台、长中短棉线各一、重中轻镙帽各一、长短不同的木条各一个等。

教学过程 一、引入

1、教室拿出摆吸引学生的注意。

师：同学们，请看老师带来了一个摆，它是静止的，怎样才能让它自由地摆动起来？谁来？）

2、明确摆的摆动

师：你觉得应该应该注意那些问题?

（轻轻地拖住摆锤，摆线拉直并拉开一定角度，自然地放开，这样的话摆就可以自由地摆动起来。）

师：我们怎么观察一次完整的摆动呢?

（一次完整的摆动：从起始处出发又回到起始处的过程。）

3、观察摆15秒钟的摆动次数 事先给学生一个热身，观察摆十五秒钟的摆动次数。了解摆做一次完整的摆动的过程，并能清晰地进行实验。

老师：我们来数数从不同角度位置放下摆锤，它摆动15秒的摆动次数是多少？ 实验得出角度虽然不同但是摆在相同时间内，它摆动的次数是一样的。

二、提出问题

师：老师这儿，还有一个摆，如果我让两个摆同时摆动，15秒后它们的摆动次数会是一样吗？请你观察。（两个摆的摆锤和摆线都不一样） 问题：摆的摆动快慢与那些因素有关呢？ 生：摆长、摆锤

师：我们先来探究摆锤对摆动快慢的影响。

（学生通过观察两个摆时发现，他们有两个不同点即:摆线和摆长，而他们的摆动快慢也不一样。从而会思考是什么原因导致摆的摆动快慢不一样，引发学生做出自己的猜想。）

三、设计实验 师：这节课，我们先来看一看摆锤的重量它是否真的会影响到摆的摆动快慢呢？

1、设计实验，小组内先进行讨论，结合老师给你们的提示。（学生讨论）

（生：改变的条件就是摆锤的重量，一个比较轻、一个中等重、一个比较重。不

改变的条件摆长，这样子就形成了鲜明的对比。）——控制变量法

2、注意事项:

 摆的摆动角度要小

 摆在摆动过程中不能发生碰撞

 正确的进行实验操作读出摆动次数。

四、进行实验

为了节约时间，教师应提前将摆线安放在铁架台上，并且为每组设置长短不一的摆绳，这样为后面摆绳影响摆的运动快慢做好铺垫。让同学们分组进行实验，教师适时指导。

摆锤对摆的摆动快慢研究的实验表格 组别 摆动 次数 摆锤 小摆锤 中摆锤 大摆锤 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 五、分析数据得出结论 师：从上述的实验数据中我们可以总结出什么？摆锤是影响摆动快慢的因素吗？ 从上述的实验数据分析可以清楚的得到：

摆锤的大小（重量）与摆的摆动快慢没有关系。

通过各组的实验对比可以分析出，摆的摆长不同的摆的摆动次数有很大的差别，且呈现出：

摆长越长，摆动次数越少，摆速越慢；摆长越短，摆动次数越多，摆速越快。 老师可以通过让同学们测量摆长来验证我们分析的结果。并明确摆长的计算方法。摆长是固定点到摆心的距离，我们可以用尺子进行测量。 六、课外拓展，发散思维

师：请同学们观察书上这一课最后一幅图，看看你们有什么发现？ 摆绳的长度一样，摆锤不一样。

师：大家猜猜看，它们摆动的快慢是一样的吗？（生：一样）

启发思考：是否因为他们的绳长一样所以他们的的摆长就一样。

老师做计时员，分别让学生做图上的两组实验，从实验研究论中发现问题。 结果和大家的猜测是不一样的，提醒同学们，摆线长度一样，但是摆锤的长度却是不一样的，那么是不是它影响了摆的摆动快慢呢？下节课继续探究。

六、板书设计

影响摆动快慢的因素

摆的研究

摆锤 （无关） 摆幅 （无关） 摆长 （越长—慢; 越短—快）