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教科版五年級科學下冊第四單元《地球的運動》
第3課《證明地球在自轉》教學設計
【教學目標】
科學概念：
1.擺具有保持擺動方向不變的特點。
2.“傅科擺”擺動后，地面的刻度盤會與擺的擺動方向發生偏移，這可以證明地球在自轉。
過程與方法：
1.通過擺的實驗探究，了解擺的特點，并借此理解“傅科擺”的原理。
2.通過提供的有關“傅科擺”的資料，理解人類是如何直接證明地球在自轉的。
情感、態度、價值觀：
1.懂得地球自轉需要實證的。
2.尊重事實，重視證據，認識到地球的自轉雖無法直接觀察到，但通過實驗，仍可以證實。
【教學重難點】
重點：擺具有保持擺動方向不變的特點。
難點：傅科擺證明地球自轉的原理。
【教學準備】
教師：“傅科擺”的文字和視頻資料、北京天文館傅科擺的視頻、其他證明地球自轉的視頻等。
小組材料：螺母兩個+棉線一根（適量長度）=一個擺、一個鐵架臺、一個可轉動的圓盤（餐桌的轉盤）。
【教學過程】
一、視頻引入：你看到了什么？
師播放視頻：火車在行駛過程中，車內的乘客看到車外的風景發生了什么變化？
生：（預設：車外的車、人等都在往后運動。）
師追問：火車停了呢？車外的車、人還在往后運動嗎？
生：（預設：火車停后，車外的車、人沒有往后運動。）
師：這是為什么呢？
生：（預設：因為物體的相對運動。）
（說明：如果學生能說出相對運動，可以讓其來說說相對運動是什么，教師可以適當引導；如果學生無法說出相對運動，教師不要急著去講，可以可以引導他們模擬傅科擺的擺動，自己領悟體會。）
師：這個現象和我們今天要研究的難題有很大的關聯，我們一起來挑戰吧！
師引出課題：今天我們要來證明地球在自轉。板書課題：證明地球在自轉。
二、模擬傅科的擺：探究擺的特點
師：哥白尼認為地球在自轉?？扇藗円婚_始就對這一觀點表示懷疑，因為當時沒有人觀察到地球在自轉。雖然我們現在已能通過人造衛星等觀測到地球確實在自轉，可前人是怎樣通過實驗來證明地球在自轉的呢？
師出示傅科的資料，引導學生：法國一位名叫傅科（1819—1868）的物理學家，在家中研究擺的規律時偶然發現：將擺和它的支架放在一個圓形底盤上，將擺擺動起來并且慢慢地轉動圓底盤時，擺擺動的方向并沒有隨著圓盤的轉動而轉動，而是基本不變。
師：我們在第三單元已經學過擺具有保持擺動方向不變的特點。今天我們用身邊的材料也來制作一個像傅科一樣的擺。
師出示材料：可轉動的小圓盤（餐桌上的轉盤）、鐵架臺、棉線、螺母兩個。
師引導學生模擬傅科的擺：
1.用鐵架臺做支架，掛上一個擺（棉線+兩個螺母）。
2.將鐵架臺和擺一起放到一個圓底盤（餐桌的轉盤）上。
3.先讓擺前后來回擺動起來，再緩慢而平穩地轉動圓底盤（如下表格）。觀察當圓底盤轉動后，擺擺動的方向變了嗎？是跟著圓盤一起轉動了還是基本不變？并記錄在下表中。
擺的方向記錄
底盤和擺架轉動情況 擺擺動方向
第一次 第二次 第三次
未轉動時 ? ? ?
緩慢而平穩地轉動90度后
緩慢而平穩地轉動180度后
緩慢而平穩地轉動270度后
緩慢而平穩地轉動360度后
我的結論是
師出示小提示：1.把實驗室中的黑板作為參照物，根據黑板來判斷擺擺動的方向。2.按照實驗方法，依次將底座順時針轉動90°、180°、270°、360°，用“?”（表示前后來回）或“?”（表示左右來回）記錄擺的擺動方向，并分別重復三次。
生模擬傅科擺，記錄現象。教師適當引導。
（說明：這個實驗如果餐桌轉盤太大，可以演示。）
師生共同交流（預設）：
擺的方向記錄
底盤和擺架轉動情況 擺擺動方向
第一次 第二次 第三次
未轉動時 ? ? ?
緩慢而平穩地轉動90度后 ? ? ?
緩慢而平穩地轉動180度后 ? ? ?
緩慢而平穩地轉動270度后 ? ? ?
緩慢而平穩地轉動360度后 ? ? ?
我的結論是 擺具有保持擺動方向不變的特點。
三、認識傅科擺
師引導學生閱讀書本P78有關“傅科擺”的資料：
在1851年，也就是“日心說”發表300年后，傅科根據他在日常生活中的發現，用實驗證實了地球在自轉。傅科將一個擺長為60余米、重27千克的鐵球擺錘吊掛在一個高高的圓頂大廈里（巴黎萬神廟），并且在擺下的地面上畫上一個刻度盤。當時，許多人都來觀看這一奇妙的實驗。擺擺動起來，隨著時間一分一秒地流逝，人們驚奇地看到：刻度盤所指示的方向與擺擺動的方向悄悄地發生著“偏轉”，并且是沿順時針方向發生偏轉。由于擺能保持擺動方向不變，所以這恰好證明了地球在旋轉。人們終于親眼看到了地球在自轉。
“傅科擺”作為地球自轉的有力證據，現已為世界所公認。我國北京天文館的大廳里就有一個“傅科擺”，一個金屬球吊在高高的圓穹頂上，擺下面是一個有刻度的大圓盤。擺擺動時人們可以在刻度盤上讀取旋轉的度數。前去參觀的人們都喜歡在這里停留一段時間，親眼看一看地球是怎樣自轉的。
（說明：這一環節，教師也可以引導學生觀看傅科擺的視頻來認識傅科擺。）
師引導學生交流討論：
1.“傅科擺”是怎樣一種特殊的擺？
（預設：擺長長、擺錘重、擺下的地面上有一個刻度盤）
為什么要這樣設計？
（預設：擺長長、擺錘重，可以擺動時間長、防止空氣阻力等外力對實驗的影響）
2.“傅科擺”擺動后發生了什么現象？
（預設：隨著時間一分一秒地流逝，刻度盤所指示的方向與擺擺動的方向悄悄地發生著“偏轉”，并且是沿順時針方向發生偏轉。）。
3.看到這一現象后，人們就說親眼看到了地球的自轉，為什么能這么說？
（預設：因為擺能保持擺動方向不變，是刻度盤在發生偏轉，也就是我們腳下的地球在自轉。）
師：但是，“傅科擺”會不會只是偶然出現的情況呢？現在，“傅科擺”作為地球自轉的有力證據，已經被世界所公認。我國北京天文館的大廳里也有一個“傅科擺”，我們來看看這個“傅科擺”。（師播放北京天文館的“傅科擺”）
生觀看視頻，感受北京天文館“傅科擺”的擺動情況。
師：除了“傅科擺”，你們還知道哪些地球自轉的證據？
生交流。（預設：晝夜交替的現象、不同地方的時間差異、物體偏向——北左南右，赤道不偏轉、日月星辰東升西落等。）
（說明：若學生找不出其他證據，可以用視頻引導或者課后去尋找資料。）
四、對晝夜現象進行解釋
師：原來關于晝夜現象的解釋，需要修改嗎？你們認為哪些解釋是正確的，哪些可以排除掉？為什么？
生討論交流。（預設：地球靜止不動的都可以排除，至于地球公轉，還沒有新的證據，先保留下來）。
五、課堂練習
傅科擺可以證明（ ）。
A. 地球圍著太陽公轉的同時也在自轉
B. 太陽不動，地球圍著太陽公轉
C. 地球自轉
答案：C。


五、板書設計
證明地球在自轉
傅科擺：




原因：擺能保持擺動方向不變
結論：地球在自轉









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科學教科版 五年級下
視頻引入
火車在行駛過程中，車內的乘客看到車外的風景發生了什么變化？
車外的車、人等都在往后運動。
火車停了呢？車外的車、人還在往后運動嗎？
火車停后，車外的車、人沒有往后運動。
相對運動
證明地球在自轉
模擬傅科的擺：探究擺的特點
法國一位名叫傅科（1819—1868）的物理學家，在家中研究擺的規律時偶然發現：將擺和它的支架放在一個圓形底盤上，將擺擺動起來并且慢慢地轉動圓底盤時，擺擺動的方向并沒有隨著圓盤的轉動而轉動，而是基本不變。
材料：
可轉動的小圓盤（餐桌上的轉盤）
模擬傅科的擺
鐵架臺
棉線
螺母

擺
1.用鐵架臺做支架，掛上一個擺（棉線+兩個螺母）。
2.將鐵架臺和擺一起放到一個圓底盤（餐桌的轉盤）上。
3.先讓擺前后來回擺動起來，再緩慢而平穩地轉動圓底盤（如下表格）。
觀察當圓底盤轉動后，擺擺動的方向變了嗎？是跟著圓盤一起轉動了還是基本不變？并記錄在下表中。
擺的方向記錄
底盤和擺架轉動情況 擺擺動方向
第一次 第二次 第三次
未轉動時
緩慢而平穩地轉動90度后
緩慢而平穩地轉動180度后
緩慢而平穩地轉動270度后
緩慢而平穩地轉動360度后
我的結論是
小提示：
1.把實驗室中的黑板作為參照物，根據黑板來判斷擺擺動的方向。
2.按照實驗方法，依次將底座順時針轉動90°、180°、270°、360°，用“?”（表示前后來回）或“?”（表示左右來回）記錄擺的擺動方向，并分別重復三次。
交流
擺的方向記錄
底盤和擺架轉動情況 擺擺動方向
第一次 第二次 第三次
未轉動時
緩慢而平穩地轉動90度后
緩慢而平穩地轉動180度后
緩慢而平穩地轉動270度后
緩慢而平穩地轉動360度后
我的結論是
擺具有保持擺動方向不變的特點。
認識傅科擺
在1851年，也就是“日心說”發表300年后，傅科根據他在日常生活中的發現，用實驗證實了地球在自轉。傅科將一個擺長為60余米、重27千克的鐵球擺錘吊掛在一個高高的圓頂大廈里（巴黎萬神廟），并且在擺下的地面上畫上一個刻度盤。當時，許多人都來觀看這一奇妙的實驗。擺擺動起來，隨著時間一分一秒地流逝，人們驚奇地看到：刻度盤所指示的方向與擺擺動的方向悄悄地發生著“偏轉”，并且是沿順時針方向發生偏轉。由于擺能保持擺動方向不變，所以這恰好證明了地球在旋轉。人們終于親眼看到了地球在自轉。
討論交流
1.“傅科擺”是怎樣一種特殊的擺？
擺長長、擺錘重、擺下的地面上有一個刻度盤。
為什么要這樣設計？
擺長長、擺錘重，可以擺動時間長、防止空氣阻力等外力對實驗的影響。
2.“傅科擺”擺動后發生了什么現象？
隨著時間一分一秒地流逝，刻度盤所指示的方向與擺擺動的方向悄悄地發生著“偏轉”，并且是沿順時針方向發生偏轉。
3.看到這一現象后，人們就說親眼看到了地球的自轉，為什么能這么說？
因為擺能保持擺動方向不變，是刻度盤在發生偏轉，也就是我們腳下的地球在自轉。
“傅科擺”作為地球自轉的有力證據，現已為世界所公認。我國北京天文館的大廳里就有一個“傅科擺”，一個金屬球吊在高高的圓穹頂上，擺下面是一個有刻度的大圓盤。擺擺動時人們可以在刻度盤上讀取旋轉的度數。前去參觀的人們都喜歡在這里停留一段時間，親眼看一看地球是怎樣自轉的。
討論交流
除了“傅科擺”，你們還知道哪些地球自轉的證據？
課后再去找一找其他證據。
對晝夜現象進行解釋
原來關于晝夜現象的解釋，需要修改嗎？你們認為哪些解釋是正確的，哪些可以排除掉？為什么？
課堂練習
傅科擺可以證明（ ）。
A. 地球圍著太陽公轉的同時也在自轉
B. 太陽不動，地球圍著太陽公轉
C. 地球自轉
C
謝謝
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