1、第3课证明地球在自转(一)背景和目标 人们在长期的观察中，已经发现了一些可以说明地球在自转的论据:1.天体的周日运动(太阳、月亮和星星每天东升西落的现象，叫做天体的周日运动)。这种现象可以用地球自转来解释，但也可以用地心说的观点一天弯围地转来说明(当然以现在的证据来看是错误的)。2.地球上水平直线运动的物体，会发生偏向现象，在北半球向右偏，在南半球向左偏。这些现象都是地球自转的结果。但这种现象，学生是较难观察到的。 教科书选取了“傅科摆”作为地球自转的实证。傅科摆摆动以后，除受重力外，没有受到其他力的作用，由于惯性，摆摆动方向是不变的。当观察者推动静止的摆锤沿子午线作南北方向的摆动，经过一段时
2、间以后，就会看到摆动方向与子午线方向发生了偏转，从而证明地球在自转。 傅科是用一种特殊的摆来进行实验的。特殊性在于这个摆的摆长是60余米的纤细金属丝，摆锤是一个重27千克的铁球。选用较长的金属丝，是为了让摆动的时间达到足够的长;选用较重的摆球，是为了增加摆本身的惯性和动量，同时防止空气的流动对实验的影响。鉴于此，一般的学校是没有一个较高的且可封闭的室内环境来做一个傅科摆实验的。当然如有条件，完全可以动手做一做。 不能做傅科摆，但不妨碍学生理解傅科摆的原理。教材设计了一个活动，让学生通过动手实验来认识摆具有保持摆动方向不变的特点，从而理解“傅科摆”何以证明地球在自转。科学概念摆具有保持摆动方向不
3、变的特点。“傅科摆”摆动后，地面的刻度盘会与摆的摆动方向发生偏移，这可以证明地球在自转。 过程与方法通过摆的实验探究，了解摆的特点，并借此理解“傅科摆”的原理。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。情感态度价值观懂得地球自转是需要实证的。认识到地球的自转虽无法直接观察到，但通过实验，仍可以证实。(二)教学准备给每组学生准备:单摆一个支架一个、可转动的圆盘一个。 给全班学生准备:“傅科摆”的资料，有关地球“同步”卫星的资料。(三)教科书说明 第一部分:摆的特点 让学生通过实验，认识摆具有保持摆动方向不变的特点。这其实是摆的惯性使然。 为确保实验效果良好，摆锤应稍重一
4、些，摆线应稍长一些，要特别注意提醒学生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。在做实验时，还要要求学生不要晃动桌子、不要对着摆吹气、不要让风吹动摆等，以免影响实验效果。 本实验需要的转动圆盘，最好是用餐桌上的转动盘。如无，可用一块普通的木板，在木板的中心处钉上一枚钉子，用来作为木板转动的轴。使用时，要求学生扶平木板，使其平稳缓慢地转动。 实验时，让学生朝某一方向摆动摆，并记下摆动的方向，如前后来回，或左右来回。再转动底盘，每90度记录一次。学生会发现，底盘转动了，而摆未改变摆动方向。摆的支架转动360度后，摆依然未改变方向。 实验后，要请学生总结，摆是否具有保持摆动方向不变的
5、特点。还可让学生作一个假设:如果在地球平面上立一个巨大的摆，当地球这个底盘转动后，过一段时间会看到什么现象?这个现象，说明了什么?这个现象可帮助学生认识为什么傅科摆能作为地球自转的证据。 第二部分:傅科摆 教科书提供了傅科摆作为地球自转证据的史实资料。 教师可用一些问题激发学生思考。傅科摆是一个特殊的摆，它特殊在什么地方?傅科摆摆动后，发生了什么现象?为什么资料说人们亲眼看到了地球的自转? 展示北京天文馆的傅科摆资料。说明傅科摆是一个可重复验证的实验，决不是一个偶然。今天人们依然可以通过傅科摆看到地球的自转。有条件的学校，做一个傅科摆演示给学生看，将极大地激发学生的兴趣。 引导学生收集更多证明
6、地球自转的资料，可以让学生更多地了解证明地球自转的证据，也会让学生认识到地球自转所产生的影响。教科书后面的资料库也提供了这方面的资料供学生阅读。 第三部分:对昼夜现象进行解释 这一活动要求学生继续对昼夜交替现象的解释进行处理和修正。 建议学生对前面的解释进行再次讨论。在所有的解释中，将凡有地球自转的一类保留下来，地球不动的一类应当排除。地球公转的一类在未有新证据判定之前，也应保留下来。 (四)教学建议 1.引人。 怎样才能证明地球是在不停地自转呢?我们如果能通过实验的方法知道就好了。 2.认识摆的特点。 (1)介绍傅科的发现。 (2)指导学生做摆的实验，让学生了解做实验的注意事项:底盘平稳缓慢
7、地转动，减少其他外力对摆摆动方向的影响，做好观察记录等。 (3)小组汇报实验情况和结论。 3.认识地球自转的证据一“傅科摆”。 (1)阅读书中的资料。 (2)提问，“傅科摆”是怎样一种特殊的摆?你们认为为什么要这样设计呢?(摆线长，摆动时间长;摆锤重，防止气流等外力对实验的影响) “傅科摆”摆动后发生了什么现象? 为什么说人们亲眼看到了地球的自转? 现在还能看到“傅科摆”吗? 4.拓展。 (1)你们还知道哪些证明地球自转的证据? (2)补充有关地球上水平运动物体发生偏向的现象和人造卫星的观测结果。5.对昼夜现象的解释进行讨论。(1)对原来有关昼夜现象的解释，你们需要修改吗?(2)你们认为哪些解释是正确的，哪些可以排除掉?为什么?
