师：同学们，今天我们来学习五年级上册教科版科学第三单元第四课《机械臂》。在学习之前，大家要准备好五年级上册科学课本、科学活动手册、铅笔、橡皮，还要准备可能用到的实验物品，像铅笔或筷子、细绳、有计时功能的手表或秒表、文件夹、凤尾夹、螺母、钥匙圈。本节课的学习目标有：一、知道同一个摆在相同时间内摆动的次数相同；二、重复观察和测量钟摆每分钟的摆动次数，动手制作一个摆，并观察和测量摆在相同时间内摆动的次数；三、理解重复实验的意义，保持对计时工具的研究兴趣。
同学们，通过前三节课的学习，我们认识了古人常用的计时工具，像日晷、水钟、沙漏等。但这些计时工具容易受外界环境影响，比如日晷计时受天气变化影响，水钟容易受温度变化影响。虽然古人能用这些工具知道大概时间，但都不太准确，他们一直追求更精确的计时工具。终于在1675年，荷兰物理学家和天文学家惠更斯发明了机械摆钟，大大提高了计时的精确度。今天我们就一起来认识机械摆钟，了解为什么摆钟可以用来计时。
首先，我们来观察机械摆钟的主要构造。摆钟由钟面和钟摆两部分组成，钟摆又有摆杆和摆锤两个结构。那机械摆钟究竟是如何计时的呢？我们一起来看一段机械摆钟的工作视频。观察时思考：摆钟是如何计时的，与什么因素有关？
同学们，通过观察，你们知道摆钟是如何计时的吗？觉得会与什么因素有关系呢？相信大家已经有想法了，我们来听听小莉同学的回答。
生：我观察到钟摆来回不停地摆动是有规律的。日晷和水钟都是利用有周期性的变化规律来计时的，因此我认为摆钟的计时与钟摆的左右摆动有关系。
师：你同意小丽同学的想法吗？按小丽同学说的，钟摆的摆动能用来计时，那钟摆是否也像日晷、水钟等计时工具那样具有规律性呢？大家认为这个有规律指的是什么？究竟钟摆一分钟摆动多少次呢？有的同学说，钟摆有规律的摆动是指钟摆每秒钟摆动一次，一分钟摆动60次。有的同学说不一定，钟摆看起来摆动得没那么快。那究竟钟摆一分钟摆动多少次呢？我们待会一起来数一数。但在数之前，我们要先明白钟摆怎样才算摆动一次。其实钟摆往返一次就算摆动一次，也就是摆锤从起点出发回到起点为摆动一次。如果计时停止时，摆锤回到了起点，我们就算它摆动了一次，如果还没回到起点，就不能算。比如钟摆动10次不到，就记9次，大家明白了吗？掌握了计算摆次数的方法，下面我们一起来数一数钟摆一分钟摆动多少次。为了让实验更有代表性和说服力，我们要重复计数3次，并把数到的次数记录到观察记录表中。这里大家注意，为了计时方便，老师把计时器放在了摆的左下方，所以大家看到的数字变化是时间的改变。开始数。
一二三四五六七八九十。11，12，13，14，15，16，17，18，19，20。21，22，23，24，25，26，27，28，29，30。31，32，33，34，35，36，37，38，39，40。41，42，43，44，45，46，47，48，49，50。51，52，53，54，55，56，57，58，59，60。
师：通过刚才的观察，我们知道了这个钟摆每一分钟摆动的次数是60次。这是钟摆一分钟摆动次数的记录表，我们一起来分析实验数据，钟摆每分钟摆动的次数有什么特点呢？
生：通过数据我们可以发现这个钟摆每一分钟摆动的次数是相同的，都是60次。
师：对，从而我们可以得出结论，钟摆的摆动是有规律的，由于相同时间内摆动的次数相同，因此钟摆的摆动具有等时性，它可以用来计量时间。那是不是所有的摆一分钟摆动的次数都是60次呢？其他的摆又有什么特点呢？我们可以尝试自己制作一个摆，观察摆的运动特点。首先来学习如何制作一个摆，拿一根细绳，上端固定在铁架台上，下端挂上一个重物，这样就做好了一个简单的摆。我们的摆由摆绳和摆锤两部分组成。老师准备的材料是细绳、螺母、铁架台。这里，细绳作为摆绳，相当于钟摆的摆杆，螺母是摆锤。摆绳离开竖直位置最远处与竖直方向的夹角，称为摆幅。
知道了摆的构成，大家可以从家里找替代物品做一个自己的摆。我们来看看同学们已经制作好的摆，看看他们选什么物品做摆锤，是怎么固定摆绳的。这位同学自己创造了一个挂细绳的地方，用重重的书本压住铅笔，细绳上端固定在铅笔上，下端挂上螺母，用螺母当作摆锤，这就是他的摆。
再来看这位同学，同样用重重的书本压住铅笔，把细绳上端固定在铅笔上。不同的是，这位同学用凤尾夹做摆锤，为了更好地控制摆锤重心，他把细绳下端夹在凤尾夹中间位置，这样也做好了一个摆。还有同学很聪明，把细绳上端固定在抽屉把手上，下端夹在凤尾夹中间位置，也做好了一个摆。还有些同学在家里找到钥匙圈，用钥匙圈做摆锤，把细绳上端固定在门把手上，下端挂上钥匙圈，摆就做好了。
通过观察几位同学自制的摆，大家是不是也有办法做一个摆了呢？心动不如行动，赶紧动手做出来吧。请同学们按下暂停键完成摆的制作。大家自制的摆都做好了，你们认为自制的摆具有等时性吗？如何证明我们的摆具有等时性呢？我们来听听小琳同学的回答。
生：要证明我们的摆具有等时性，可以观察它在相同时间内摆动的次数是否相同，如果相同说明我们的摆具有等时性，如果制作的摆在相同时间内摆动的次数不同，数据相差较远，则说明自制的摆不具有等时性。
师：回答得真棒，证明我们的摆具有等时性的方法和证明钟摆具有等时性一样，观察它在相同时间内摆动的次数是否相同，如果相同说明摆具有等时性。如果摆动次数不同，3次实验数据相差较远，则说明自制的摆不具有等时性。接下来让我们的摆自由摆动，用计时器计时一分钟。可以选择专业秒表，也可以用手表、钟表或者手机中的计时器功能计时。记录好这1分钟摆动的次数，为减小实验误差，在记录自己制作的摆1分钟内摆动次数过程中，有以下注意事项：一、摆绳拉直，轻轻放开，不能推一把；二、摆的幅度不能太大，建议在5度以内；三、如果摆锤在自由摆动过程中碰到其他物品，实验要重新做。注意使用秒表计时1分钟，并计算摆动的次数。如果在计算摆自由摆动过程中，计时停止时摆动次数未满一次，这次不计。要注意重复做三次实验，让实验结果更有代表性和说服力，并填好实验记录表。大家明白了吗？请同学们按下暂停键观察自制的摆1分钟的运动特点。