4.5 机械摆钟（课件）-2026-2027学年科学六年级上册教科版

教科版（2026）科学六年级上册 第5课 机械摆钟 第四单元 计量时间 水钟虽好，但再怎么改进，也有它不可避免的缺陷。天气太冷水结冰就无法使用，也无法测量极短的时间…… 所以，我们要寻找更多具有“等时性”原理的东西用于计时，这个东西还不怕冷，能计时更准确！ 日晷、水钟、沙漏等简易的计时工具，可以让我们知道大概的时间，但随着人类社会的发展，人们需要更精确的计时工具。机械摆钟的出现大大提高了计时的精确度，日晷等计时工具逐渐被替代。 一、聚焦 摆钟为什么能更准确地计时？先观察摆的结构与运动方式，熟悉它的特点 摆绳 摆锤 单摆的结构简单， 由摆绳与摆锤两部分组成 摆锤来回一趟才算做摆动一次，注意别弄错（不是摆过去算一次摆回来又算一次！！） 二、探索 观察钟摆的运动。测量并记录钟摆1分钟摆动的次数。 重复测量钟摆1分钟摆动的次数并记录，根据测量结果，思考钟摆运动的特点。 60 60 60 一个单摆，当摆长固定时，每分钟摆动次数基本不变，每摆动一次所用时间相等，小幅改变摆动幅度不会改变摆动周期。 单摆在同样的时间内摆动的次数都是相同的，这就是单摆的“等时性”的体现，能均匀、准确地计时！ 2.自制一个摆，观察摆运动的特点。 拿一根细绳，上端固定，下端挂重物，做成一个简单的摆。 让摆自由摆动（摆幅不要太大），测量并记录它1分钟摆动的次数。 重复多次，测量并记录摆1分钟摆动的次数。 观看“观察自制摆运动的特点” 的实验视频 你们的自制单摆，在三次测量中，每一次摆动的次数都相同吗？ 发现在摆动的过程中，摆幅会慢慢变小，那么摆的快慢是否也在变化？ 在自制摆连续摆动过程中，观测并记录摆10秒钟摆动的次数，看看每个10秒中内摆的次数有没有随着摆幅变小而变少 注意：摆动的快慢是指一定时间内摆动的次数多少，跟摆幅大小是两码事 摆动幅度 10 大 10 中 10 小 10 更小 我们发现，虽然随着时间流逝，单摆的摆幅确实变小了，但是相同的时间内，摆动的次数不变，并没有随着摆幅变小而减少！不用担心单摆会越来越慢！ 所以，单摆确实在相同的时间内摆动的次数快慢都相同，具备等时性，可以计时！ 三、研讨 1.同一个摆在相同时间内摆动次数相同吗？ 单摆在同样的时间内摆动的次数都是相同的，这就是单摆的“等时性”的体现，能均匀、准确地计时！ 2.摆的快慢和摆幅有关系吗？摆还有哪些运动特点？ 摆的快慢和摆幅没有关系，小幅改变摆动幅度，单位时间摆动次数不变； 摆的运动特点：做往复来回运动；摆动过程中摆幅会逐渐变小但是不影响摆的快慢； 摆在运动的过程中不会改变方向（傅科摆证明地球自转） 3.不同小组的摆，摆动快慢不一样，主要是什么原因？ 提示：摆锤重量？摆绳长度？摆动幅度？风力、气流影响？下节课重点探讨！ 四、拓展 观察生活中的各种“摆”，它们摆动的快慢相同吗？ 1. 机械摆钟能够较为精准计时，主要利用单摆的（ ） A. 等时性 B. 摆幅越大速度越快 C. 摆锤越重摆动越快 2. 对于同一个摆，摆动过程中摆幅慢慢变小，摆的摆动速度会（ ） A. 变快 B. 变慢 C. 基本不变 3.下面对于 “摆动一次” 说法正确的是（ ） A. 摆向一侧摆动出去就算一次 B. 摆来回往返，从起点再回到起点算一次 C. 摆碰到支架后回弹算一次 4.最早发现摆具有等时性的科学家是（ ） A. 哥白尼 B. 伽利略 C. 牛顿 5.下面关于机械摆钟说法错误的是（ ） A. 摆由摆绳和摆锤两部分组成 B. 摆的摆动快慢和摆锤轻重没有关系 C. 加大摆动幅度，就可以改变摆的摆动快慢 A C B B C 下 课 Lavf57.62.100 Lavf61.7.100 Lavf61.7.100 Lavf61.7.100 Lavf55.12.100 Lavf61.7.100 Lavf61.7.100 $Let we go. One, two, three, four, five, six, so to go from here to here one下。You is the mass, and it's offset at an angle fator. The length of dependence is hell. The length of the street . there is gravity here. Mg, and the other force on the objects, only other . force is detention to now come warm of the result. X gogo go was GOL context . two four zero. And this is such a beautiful result . that is almost makes me cry. This is a simple harmonic oscillation, and omega will now be described of g over l. And so the period of the pendulum will be too快，times square, root of hell of the dream. 1400年，第一批机械钟开始在欧洲流行，其始祖由意大利人乔瓦尼唐迪于1364年制成，他首次在机械钟里引入了轮式钟摆。1511年，荷兰人彼得亨莱茵制成了第一块怀表，但它只有时针，而没有分针和秒针。怀表和钟的结构其实是完全一样的，所不同的是它利用螺旋弹簧制成的发条驱动，从而摆脱了传统的钟摆，他靠小小的体型轻松进入人们的口袋。1582年到1583年，意大利物理学家和天文学家伽利略发现了百的等时性。1656年，由百的挂钟或座钟产生于荷兰天文学家、数学家克里斯蒂安惠更斯的实验室内。它是以伽利略发现的摆的摆动具有规则性这个原理为基础而发明的，后来经过不断的改进沿用至今。摆钟可根据用途和要求制成座钟、挂钟、落地钟、天文钟等形式。自此以后，人类掌握了比较精确的测量时间的方法。随着科技的不断发展，人类逐渐发明了石英钟、电子钟、原子钟等等。这些钟比机械钟更准确，使用更加方便。 节拍器就是音乐人的节奏教练，但你可能从没注意过他背后的门道。首先咱们来看看节拍器到底是个啥，它就是能规律发出滴答声的小装置，像个小闹钟一样帮你卡准节奏。最早在1696年巴黎人发明的，现在常见的金字塔造型是1816年奥地利人改速度从每分钟40拍到210拍都能调。这东西在音乐练习里可太有用了。第一，它能当你的节奏标尺，比如设定mm等于60就是标准速度，避免你弹着弹着就放飞自我。第二，它能帮你练好复杂节奏，像三连音这种容易糊弄过去的，跟着节拍器练就能形成肌肉记忆。第三，合奏时特别管用，整个乐团几十号人全靠他统一速度。第四，对小朋友学琴特别友好，规律的滴答声能让注意力更集中。你肯定见过钢琴老师这种节拍器，其实所有乐器练习都能用练音阶、琶音这些基本功是开着它效果直接翻倍。对初学者来说，他能治好难的段落慢，简单的段落快这个老毛病，背谱子的时候也可以用不同速度反复练，让手指形成条件反射。现在市面上的节拍器主要分三种，最传统的是机械式的，要手动调摆锤，电子式的功能多能精确到个位数，调节BPM还有模拟人生术数的，适合特殊教学需求。从17世纪发明到现在，节拍器越来越智能，连贝多芬都在乐谱上标注过他。下次练琴时，记得请出这位节奏教练，保证让你的演奏更稳更准。今天整理房间，翻出一个机械式的节拍器，好奇心驱使我想拆开看一下它的工作原理。打开底下的盖子后是这样的。满满的机械感，里面主要就是这个零件。上发条看看，注意看箭头位置，主要是依靠这个来让它左右摆动。那他是如何做到每隔几次就发出叮的一声呢？仔细看左边的四个齿轮的齿数是不一样的。就是这几个齿轮带动那个杆子敲响，左边的罗发出叮的声音，这个设计真的很巧妙。最后，带着机械式节拍器的声音，看看农村黄昏的天空吧。 日晷、水钟、沙漏是一些简易的时钟，虽然可以让我们知道大概的时间，但是人们总是希望有更精确的时钟，于是人们制造出来摆钟，摆钟的出现大大提高了时钟的精确度，你知道是什么原因吗？ 大家见过这种摆钟吗？它已经有三百多年的历史了，能比较精确的计量时间。那么摆钟是怎样来计量时间的？它每分钟摆动几次？我们现在就来探究一下，我们先观察面前的这个摆钟，它由表盘和钟摆两部分组成。钟摆一直在不停的左右摆动，带动指针转动来计时。下面我们来测量一下钟摆一分钟能摆动多少次。注意钟摆从最高点出发摆一个来回算一次。现在我们开始测量，从最高点开始计时，边看时间边数摆动次数。一分钟到了，我们在记录单中记录下钟摆的摆动次数。这个测试我们重复做两次，看看结果是否一致。通过测量我们发现这一个钟摆每分钟摆动次数是相同的这就是单摆的重要特性。等时性摆中的工作原理就是利用了单摆的等时性。 我们知道了摆具有等时性的特点，是不是所有的摆每分钟摆动的次数都一样呢？今天我们就来自制一个简单的摆，然后观察它在摆动的时候有什么特点。首先我们拿一条细绳做摆绳，我们把它的上端固定在铁架台上，下端挂上一个小重物当作摆锤。这样我们就做成了一个简单的摆。接下来我们来测量一下，自制摆在每分钟摆动几次，我们把摆举到一定高度，释放摆锤的同时开始计时。在这个实验中我们设置摆绳长30厘米。百幅30度。一分钟到，我们记录下摆的摆动次数。我们再来测量两次，看看结果是否一致。通过分析记录单，我们发现自制版也具有等时性特点。有的同学要问了，是不是所有的摆一分钟摆动次数都一样呢？这个问题我们留着下次实验继续研究。