教科版五年级科学下册《证明地球在自转》教案与反思

教科版五年级科学下册《证明地球在自转》教案与反思

【教学目标】

1.知识与技能

（1）知道摆具有保持摆动方向不变的特点。

（2）了解傅科摆摆动后，地面的刻度盘会与摆摆动的方向发生偏移，这证明地球在自转。

2.过程与方法

（1）通过摆的实验探究，了解摆的特点，并借此理解傅科摆的原理。

（2）通过提供的有关傅科摆的资料，理解人类是如何直接证明地球在自转的。

3.情感态度和价值观

（1）体会到地球在自转这一观点的说服力；[来源:学科网]

（2）认识到地球的自转虽无法直接观察到，但可以通过实验来证明。

【教学重点】

摆具有保持摆动方向不变的特点。

【教学难点】

傅科摆证实了地球在自转，产生了昼夜交替现象。

【教学方法】

实验探究法

【课前准备】

单摆、支架、可转动的圆盘

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、导入新课

上节课，我们学习了两种与地球及其运动方式有关的观点地心说和日心说。日心说的提出者哥白尼认为地球在自转，但人们一开始并不信服这一观点，因为当时没有人观察到地球在自转。虽然现在可以通过人造卫星等观测到地球确实在自转，但前人是怎样通过实验《证明地球在自转》的呢？今天，我们就一起来看看有哪些证据可以说明地球在自转。

二、探究新知

（一）摆的特点

我们在第三单元学习了摆具有保持摆动方向不变的特点。今天，让我们来做一个类似的实验。首先，我们来了解一位在历史上非常有名的人物傅科。傅科是法国的一位物理学家，他在家中研究摆的规律时偶然发现：将摆和它的支架放在一个圆形底盘上，将摆摆动起来并且慢慢地转动圆底盘时，摆摆动的方向并没有随着圆盘的转动而转动，而是基本不变。

下面我们来做这个实验。

实验名称摆的方向的实验

实验器材铁架台、单摆、圆底盘

实验步骤将铁架台和摆一起放到圆底盘上，先让摆前后来回摆动起来，再缓慢而平稳地转动圆底盘。观察当圆底盘转动后，摆摆动的方向变了吗？是跟着圆盘一起转动了还是基本不变？并做好记录。

实验提示：

1.摆锤应稍重一些，摆线应稍长一些；

2.要平稳而缓慢地转动底盘，尽可能减少外力对摆运动方向的影响；

3.做好观察记录。

播放视频：《摆具有保持摆动方向不变的特点》

摆的方向的记录

底盘和摆架转动情况摆摆动方向

未转动时前后来回

缓慢而平稳地转动90度后前后来回

缓慢而平稳地转动180度后前后来回

缓慢而平稳地转动360度后前后来回

我的结论是摆具有保持摆动方向不变的特点

（二）傅科摆

知道了摆具有保持摆动方向不变的特点，下面我们就来了解一下傅科摆。

在1851年，也就是日心说发表300年后，傅科根据他在日常生活中的发现，用实验证实了地球在自转。

小资料：傅科将一个摆长为60余米、重27千克的铁球摆锤吊挂在一个高高的圆顶大

厦里，并且在摆下的地面上画上一个刻度盘。当时，许多人都来观看这一奇妙的实验。摆摆动起来，随着时间一分一秒地流流逝，人们惊奇地看到：刻度盘所指示的方向与摆摆动的方向悄悄地发生着偏转，并且是沿顺时针方向发生偏转。由于摆能保持摆动方向不变，所以这恰好证明了地球在旋转。人们终于亲眼看到了地球在自转。

思考：1.傅科摆是怎样一种特殊的摆？

2.你们认为为什么要这样设计呢？

3.傅科摆摆动后出现了什么现象？

傅科摆作为地球自转的有力证据，现已为世界所公认。我国北京天文馆的大厅里就有一个傅科摆，一个金属球吊在高高的圆穹顶上，摆下面是一个有刻度的大圆盘。

傅科摆指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆。傅科摆摆长60余米，摆锤重27公斤，悬挂点经过特殊设计使摩擦减小到最低限度。

摆在摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化，在摆动平面方向上并没有受到外力作用。按照惯性定律，摆动的方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果。地球上的观察者看到相对运动的现象，有力地证明了地球在自转。

还有哪些现象证明地球在自转呢？

台风是个巨大的气体旋涡；潮汐；昼夜交替现象；火车两轨的磨损程度不同；高塔上

自由落下一个铁球，下落方向总是偏东一些；落叶总是旋转落下等。

（三）对昼夜现象进行解释

知道了地球在自转，我们能修正一下对昼夜现象的解释吗？

通过实验说明，昼夜现象的产生是地球自转的结果。我们可以保留太阳不动，地球绕着太阳转这一假说。

三、拓展延伸

开普勒三大定律，也称开普勒三定律或行星运动定律，指的是行星在宇宙空间绕太阳公转所遵循的定律。

傅科摆在科学史上有相当重要的地位，人类利用傅科摆第一次用实验的方法证明了地球在自转。

四、本课小结

摆具有保持摆动方向不变的特点，傅科摆是地球自转的有力证据。

五、本课练习

（一）填空题

1.实验证明摆具有保持（摆动方向不变）的特点。

2.傅科摆是证明（地球自转）的有力证据。

3.在1851年，也就是（日心说）发表300年后，傅科根据他在日常生活中的发现，用实验证实了（地球在自转）。

4.傅科是用一种（特殊的摆）来进行实验的。

（二）判断题

1.地球自转不能感受到。（╳）

2.摆线长，摆动时间长。（√）

3.傅科摆在科学史上有相当重要的地位，人类利用傅科摆第一次用实验的方法证明了地球在自转。（√）

4.生活中很多现象都与地球自转有关。（√）

六、家庭作业

查找资料，说明地球自转带来了哪些自然现象？

【板书设计】

证明地球在自转

摆动方向不变

傅科摆自转

【教学反思】

这节课的内容意义重大，一方面通过前面的学习，同学对地球自转这种现象已经有所了解（包括对哥白尼学说和其他天体运动知识的了解），但是这种了解其实是肤浅的，也是跳跃式的。同学们并没有经过自身的探究，只是一个直观的结果。另一方面，这局部内容是人类历史上首次通过实验演示给出了地球自转的直接证据，是人类认识地球运动的重要转折点，具有重要的意义。

在实际教学中，要想达到教学目的并非易事，需要从资料和操作上（他们自身已经体验过）考虑实验装置。在介绍傅科摆时，读到摆锤重量、摆线长度，同学们意识到，要想让实验取得预期结果，我们还需要不时改进实验装备和资料。傅科摆的原理在学习了摆摆动时具有摆动方向不变的特点的基础上，对学生来说是比较容易理解的。

课堂教学中，通过让同学了解更多可以证明地球自转的证据：比方台风、潮汐等，回顾前面两节课的猜测和假设，可以轻松地去掉不正确的假设，而只保留两个假设。此时，我仍旧没有与同学昼夜交替现象到底是怎么发生的，而是要求学生搜集信息，掌握更多关于地球自转的信息，为下一节课的教学作好准备。