机械摆钟
教科版科学五年级上册第三单元 计量时间第4课时 机械摆钟
不同的摆在1分钟内，摆动的次数相同吗？
通过刚刚的探究活动，你还 观察到摆的摆动有什么特点？
不同的摆的摆动快慢不同，是哪 些因素影响了摆的摆动快慢呢？
1.摆绳自然拉直，计时同时轻轻放开。 2.摆的摆动角度要合适（不能超过90度）。 3.如果摆碰到了铁架台或其他物体，实验要重新做。 4.注意计时和计数的准确。
自制摆1分钟摆动的次数
日期：
第一次 第二次 第三次 摆动次数
我们的发现
1.同一个摆在1分钟内，摆动的次数是一样的。
2.单摆在摆动的过程中，摆动的幅度越来越小。
观察钟摆的运动的特点。 怎样算摆动1次？
摆往返计1次
起点
（从起点回到起点）
钟摆每分钟摆动次数的记录
日期：次
是不是所有的摆每分钟摆动的次数 都是60次呢？
自制一个摆，观察摆运动的特点
拿一根棉线，上端固定在 铁架台的支架上，下端系上一 个螺帽。
我们测量时需要注意什么？
第三单元 计量时间
第4课时 机械摆钟
水 钟
燃香钟
机械摆钟
像日晷、水钟、沙漏等简易的时钟， 已经可以让我们知道大概得时间，但是 它们仍然无法满足人们对精确计时的需 求。而摆钟的出现大大提高了时钟的精 确度。
摆钟是怎样来计量时间的？
观察摆钟的结构
钟面
摆绳 摆锤
钟摆
摆钟
摆钟是靠钟摆摆动的次数来计时的。
机械摆钟ppt课件
你在生活中见过类似于 单摆的结构吗？
生活中的摆
大摆锤
秋千
吊灯
聚焦
机械摆钟
摆钟的结构
摆绳 摆锤
钟面 钟摆
摆钟
摆钟的运动
观察摆钟的运动 你发现了什么？
摆钟的运动与时 间之间会有怎样 的联系呢？
活动探索
探索一：测量摆钟30秒摆动的次数
活动帮助卡
怎么样才算作摆动一 次呢？
任务：测量摆钟30秒摆动的次数
摆具有等时性
惠更斯
惠更斯的故事
1656年，荷兰物理学家惠更斯继续 了伽利略摆的研究工作，制作出了比 较精确的计时器机械摆钟。
机械摆钟的发明大大实。
再次观察数据，不同的摆，在相同时 间内摆动的次数是相同的嘛？
第一次 第二次 第三次
第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 第六组 第七组 第八组
课后活动：思考为什么不同摆，
在形同时间内摆动次数不相同？
预习第五课
《摆的快慢与什么因素有关》
教科版五年级上册 第三单元 计量时间 第4课 机械摆钟
复习
日晷
圭表
燃香钟
水钟
伽利略
伽利略的故事
意大利天文学家伽利略有一次来到教堂， 教堂挂着一盏吊灯。突然刮起了风，吊灯 摆动了起来。通过观察，伽利略发现吊灯 的摆动是有规律的。
伽利略找来细绳、铁球等实验用品，伽 利略用细绳的一端系上铁球，将另一端系 在天花板上，这样就做成了一个单摆。
实验注意事项：
1、小组分工合作，各司其职 2、系紧细绳，主杆上方的棉线用夹子夹紧 3、摆先拉到靠近侧杆位置，摆拉直，不能弯曲 4、释放摆时，要自然释放，不要用外力助推
汇报交流
自制摆30秒摆动次数记录表
小学科学全国课教案《机械摆钟》
小学科学全国优质课教案《机械摆钟》一、教学目标：1. 让学生了解机械摆钟的基本原理，知道摆的周期与摆长的关系。
2. 培养学生动手操作、观察思考、合作交流的能力。
3. 激发学生对科学的兴趣，培养其创新精神和实践能力。
二、教学内容：1. 机械摆钟的工作原理。
2. 摆的周期与摆长的关系。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：机械摆钟的工作原理，摆的周期与摆长的关系。
2. 教学难点：摆的周期的测量和分析。
四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生探究机械摆钟的原理。
2. 利用实验探究法，让学生通过动手操作，观察摆的周期与摆长的关系。
3. 采用小组合作交流法，培养学生的团队协作能力。
五、教学过程：1. 导入：引导学生关注生活中的机械摆钟，激发学生对摆钟原理的好奇心。
2. 新课导入：介绍机械摆钟的工作原理，讲解摆的周期与摆长的关系。
3. 实验探究：让学生分组进行实验，测量不同摆长下的周期，并记录数据。
4. 数据分析：引导学生观察实验数据，发现摆的周期与摆长的关系。
6. 课堂练习：设计一些有关机械摆钟的练习题，巩固所学知识。
7. 拓展延伸：引导学生思考机械摆钟在生活中的应用，以及如何改进摆钟。
9. 布置作业：设计一些有关机械摆钟的家庭作业，巩固所学知识。
六、教学准备：1. 教具：机械摆钟模型、测量工具（如计时器）、不同长度的摆线、实验记录表。
2. 学具：学生版机械摆钟模型、测量工具、实验记录表。
七、教学步骤：1. 回顾上节课的内容，复习机械摆钟的工作原理和摆的周期与摆长的关系。
2. 讲解本节课的实验目的：通过测量不同摆长下的周期，验证摆的周期与摆长的关系。
3. 学生分组进行实验，教师巡回指导，解答学生的疑问。
4. 学生根据实验数据，完成实验报告。
5. 各小组汇报实验结果，全班进行交流讨论。
7. 学生进行课堂练习，巩固所学知识。
八、教学评价：1. 学生实验操作的正确性、数据的准确性。
2. 学生课堂参与度、合作交流的能力。
机械摆钟(2023版ppt)
机遇：随着科技的发展， 机械摆钟可以融入更多 的科技元素，提高产品 的附加值
机遇：随着环保意识的 提高，机械摆钟可以采 用环保材料和工艺，提 高产品的环保性能
未来发展趋势
1
智能化：机械摆 钟将融入更多智 能功能，如语音 控制、远程操作 等
2
环保化：机械摆 钟将采用环保材 料和节能设计， 降低对环境的影 响
计时功能
01 02 03 04
01
机械摆钟的核心功能是计时，可 以精确到秒
02
机械摆钟的计时精度高，不受外 界环境影响
03
机械摆钟的计时稳定性好，可以 长时间保持准确
04
机械摆钟的计时功能可以应用于各 种场合，如家庭、办公室、学校等
艺术价值
机械摆钟的设 计：精美的外 观设计，具有 艺术美感
工艺价值：精 湛的工艺，体 切割材料：根 据图纸切割所 需的金属材料
04
调整摆钟：调 整摆钟的走时 精度和稳定性
06
包装运输：将 制作好的摆钟 进行包装和运 输
材料选择
01
钟壳材料：金属、 塑料、玻璃等
04
指针材料：金属、 塑料、橡胶等
02
钟摆材料：金属、 塑料、橡胶等
05
发条材料：金属、 塑料、橡胶等
03
齿轮材料：金属、 塑料、橡胶等
5
机械摆钟的现状与未来
当前市场状况
01
机械摆钟 市场逐渐 萎缩，被 电子钟表 取代
02
机械摆钟 主要面向 高端市场， 价格昂贵
03
机械摆钟 收藏价值 高，受到 部分消费 者的喜爱
04
机械摆钟 的创新设 计，吸引 了部分年 轻消费者
面临的挑战与机遇
挑战：市场竞争激烈， 需要不断创新和改进
机械摆钟课件
机械摆钟的振荡周期与摆长和重力加速度成正比，因此通过测量摆长和振荡周期，可以计 算出时间。
机械摆钟的振荡频率受温度、气压和磁场等环境因素的影响较小，具有较高的稳定性和可 靠性。
机械摆钟的优势
机械摆钟是一种经典的计时仪 器，具有较高的精度和可靠性 ，能够连续不断地工作数十年 甚至上百年。
02
机械摆钟的历史和发展
机械摆钟的起源
17世纪
机械摆钟的原理由意大利科学家伽利略和的比萨大学教授里奇发现和提出。
18世纪
法国钟表匠皮埃尔·勒罗伊发明了使用金属摆的机械摆钟，并对其进行不断改 进。
机械摆钟的发展历程
19世纪
随着工业革命的推进，机械摆钟开始被广泛应用于生产和生活中。
20世纪
由于石英晶体技术的发展，石英摆钟逐渐取代了机械摆钟成为主流。
机械摆钟的原理
原理
机械摆钟利用单摆的等时性原理来测量时间。
等时性原理
单摆在不受外界干扰的情况下，每次摆动的时间都是相等的。
机械摆钟的应用
用途
机械摆钟被广泛应用于各种计时器中，如手表、闹钟、座钟 等。
发展
机械摆钟的发展历程经历了多个阶段，从最初的摆钟到现在 的精密计时仪器，为人类时间的测量做出了重要贡献。
THANKS
谢谢您的观看
机械摆钟的未来趋势
近年来
由于人们对传统机械工艺和文化的热爱，以及部分人认为石 英表过于电子化，机械摆钟又逐渐复兴。
未来
随着技术的不断进步，机械摆钟将会有更加精准、稳定、可 靠的表现，同时也会更加注重设计和个性化。
03
机械摆钟的结构和组成
机械摆钟课件
游丝是钟表里的弹性元件，用以控制摆轮在一定范围内摆动。游丝的有效长度决定摆轮的振动周期。游丝是影 响钟表走时的重要因素。
擒纵机构
擒纵叉
擒纵叉瓦由叉瓦和叉头构成。叉瓦是擒纵叉直接与擒纵轮齿 相碰撞的部分，其形状像个园盘，一般用黄铜制成，它的内 圆有膨胀槽，叉瓦平时嵌在叉口的上下两个宝石内。
擒纵轮
在组装过程中要保持细心和耐心，确保每个零件都安装到位；同时要注意不要使用过于紧或松的螺丝，以免影响 钟表的准确性和稳定性。
感谢您的观看
THANKS
擒纵轮是机械钟表的主要机件之一，由轮齿和轮幅组成，它 和叉瓦（叉瓦装在擒纵叉上）配合达到擒纵的目的。
传动轮系
中心轮
01
带动秒针旋转的齿轮。
过轮
02
经过中心轮传递动力的齿轮。
秒轮
03
通过秒轮片与中心齿轴带动秒针旋转的齿轮。
上条拨针机构
上条柄轴
上条柄轴的作用是通过上条柄的旋转 带动条盒轮旋转，达到上紧发条的目 的。同时它带动离合轮旋转，控制离 合轮的啮合与脱开。
中世纪欧洲
中世纪欧洲出现了以重力驱动的 机械钟，主要用于修道院和教堂
。
文艺复兴时期
随着文艺复兴的到来，钟表制造技 艺得到空前发展，出现了众多精美 的壁钟和台钟。
工业革命时期
工业革命推动了机械制造技术的进 步，使得机械钟更加精确、多样化 。
著名品牌及代表作品介绍
01
国内著名品牌及作品
02
古董钟表：如故宫博物院收藏的清代御制钟表，工艺精湛 ，具有很高的历史和艺术价值。
国内外发展历程回顾
古代计时器
我国古代的计时器主要有日晷、 漏刻等，为机械摆钟的出现奠定 了基础。
机械摆钟课件)
机械摆钟课件一、引言机械摆钟是一种古老的计时工具，它的出现标志着人类对时间测量精度的追求。
本课件旨在介绍机械摆钟的原理、结构、发展历程以及其在时间测量领域的重要地位，使读者对机械摆钟有更深入的了解。
二、机械摆钟的原理1.摆的等时性原理机械摆钟的核心原理是摆的等时性原理，即摆动的周期与摆长无关，只与重力加速度和摆长有关。
这一原理最早由意大利科学家伽利略发现，后来被应用于机械摆钟的设计中。
2.单摆与摆钟单摆是由一根不可伸长的细线和一质点组成的，当质点从最大偏离位置释放后，会在重力的作用下做周期性的摆动。
将单摆应用于计时，便形成了机械摆钟。
三、机械摆钟的结构1.摆轮摆轮是机械摆钟的核心部件，由摆轴、摆片和调节螺母组成。
摆轮的摆动周期决定了摆钟的走时精度。
2.擒纵机构擒纵机构是连接摆轮和齿轮系的部件，它的作用是使摆轮的摆动转化为齿轮系的旋转，从而推动指针走动。
常见的擒纵机构有直齿擒纵机构和锚式擒纵机构。
3.齿轮系齿轮系是机械摆钟的动力传输部分，由一系列齿轮组成。
齿轮系的作用是将发条或重锤的能量传递给摆轮，维持摆钟的正常运行。
4.表盘和指针表盘和指针是显示时间的部分，表盘通常分为小时盘和分钟盘，指针则分为时针、分针和秒针。
表盘和指针的设计直接影响到摆钟的易读性。
四、机械摆钟的发展历程1.早期机械摆钟早期的机械摆钟主要采用重锤作为动力源，如摆钟、落地钟等。
这些摆钟结构简单，走时精度较低，但为后来的机械摆钟发展奠定了基础。
2.发条机械摆钟17世纪末，英国人约翰·哈里森发明了发条机械摆钟，这种摆钟采用发条作为动力源，走时精度得到了显著提高。
发条机械摆钟的出现使摆钟逐渐普及，成为家庭和公共场所的常见计时工具。
3.精密机械摆钟18世纪，随着机械制造技术的进步，精密机械摆钟应运而生。
这些摆钟采用精密的齿轮系、擒纵机构和摆轮设计，走时精度达到了很高的水平。
精密机械摆钟在航海、天文观测等领域发挥了重要作用。
4.电子摆钟与石英摆钟20世纪后半叶，随着电子技术的飞速发展，电子摆钟和石英摆钟逐渐取代了传统的机械摆钟。
机械摆钟课件)
智能家居
作为智能家居的重要组件，机 械摆钟可以与其他智能设备互 联互通，实现家居智能化控制
。
工业物联网
应用于工业物联网中，机械摆钟 可以实时监测生产设备的运行状 态，提高生产效率和设备利用率 。
智慧城市
与城市管理、交通、环保等领域的 物联网设备相连，机械摆钟可以为 智慧城市建设提供数据支持和解决 方案。
03
机械摆钟的工作原理
机械摆钟的能量转化
势能转化动能
机械摆钟的钟摆在垂直位置时 ，具有势能，当摆臂向下摆动
时，势能转化为动能。
动能转化势能
当摆臂向上摆动时，动能转化 为势能。
反复转化
摆臂不断向下摆动，使得动能 和势能不断转化，从而维持钟
表的运转。
机械摆钟的精度与稳定度
精度
机械摆钟的精度通常以一天的误差来衡量，一些高质量的机械摆钟可以精确到每 三天误差不超过几秒。
展示时钟
商Байду номын сангаас的墙面、柜台、收银台等处都可以安装机械摆钟，提供时间服务并展示 商场的时尚复古风格。
定时器
机械摆钟可以作为商场设施的定时器，如商场的背景音乐、喷泉等都可以通 过机械摆钟来控制。
机械摆钟在办公室中的应用
办公桌摆设
办公室的办公桌上可以摆放机械摆钟，提供时间服务同时也能够起到美化工作环 境的作用。
于钟表上方。
齿轮
由一系列相互咬合的齿轮组成， 通过发条提供动力，将钟摆的振 动传递到各个指针上。
指针
包括时针、分针和秒针，根据齿轮 的驱动，显示当前时间。
机械摆钟的显示功能
时间显示
机械摆钟通常具有时针、分针和秒针，能够精确到秒的计时功能。
日期显示
部分机械摆钟还具有日期显示功能，能够显示当前日期。
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摆绳
摆锤
摆幅的大小
摆幅 摆绳
摆幅大
摆幅小
摆锤
做一做
老师给你们提供铁架台、棉线、 钩码，你能做一个摆吗？
探究
我们的摆每分钟摆动的 问题 次数是一样吗？
猜想 验证
摆动次数ห้องสมุดไป่ตู้察记录
0—10秒 10—20秒 20—30秒 30—40秒
摆动次数 我们的
发现
我的
同一个摆，在相同的时间内，摆幅 越来越小，摆动的次数是固定的。 这个特性称为等时性。
1、通过前几节课学习，我们已经知道了古老 的计时方法，如：太阳钟、水钟等。同时还有很多 类似的计时方法，如：一柱香、一个沙漏等等。 2、虽然计时方法很多，但人们总希望有更精确 的时钟，摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。
四川大学附属实验小学
陈耀华
5.机械摆钟
观 察 钟 摆
•摆钟是怎样计时的？ •为什么这么精确呢？
（视频）
实验一：
观测一分钟内钟摆摆动的次数。
怎样算1次？
摆往、返计1次
（从起点回到起点）
起点
实际观测：
一分钟内钟摆摆动多少次？
单摆每分钟摆动次数的观察记录
测量次数
摆动次数
我们的发现
第1次
第2次 第3次
钟摆在相同
时间内摆动
次数相同。
讨
论
课本中的记录表为 什么要让我们测三次或 更多次呢？
二、观察我们的钟摆
利用这个特性，人类发明了摆钟，大大提高了计时的精确度。
新问题
科学概念：
同一个单摆每摆动一次所
需的时间是相同的；根据单摆 的等时性，人们制成了摆钟， 使时间的计量误差更小。