2 Уроки по физике

2.1 План открытого урока

План открытого урока по теме: "Колебания. Гармонические колебания"

Преподавание ведется по учебнику Перышкина А.В., Гутник Е.М.

Физика-9– М.: Дрофа, 2007;

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока:

• ознакомить учащихся с процессом колебаний, как физическим процессом;

• выяснение условий возникновения колебаний;

• формирование понятия гармонические колебания, их характеристиках;

• формирование понятия резонанса, его применение и методы борьбы с ним;

Задачи урока: Обучающие:

• формирование навыков работы с физическими приборами;

• изучение теоретического материала;

• практическая работа по определению периода колебаний;

Развивающие:

• развивать умение работать с лабораторным оборудованием и делать выводы из проведенных экспериментов,

• умение провести самоконтроль полученных знаний;

• развить умение проанализировать полученный результат,

• научиться систематизировать изученное, увидеть взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлениями в жизни.

Воспитательные:

• Развитие умения работать в группе, развитие сотрудничества;

• Воспитание умения выслушать товарища, уважать мнение оппонента;

• .развитие самостоятельности мышления

Оборудование демонстрационное:

• пружинный и математический маятники

Оборудование для фронтальной работы:

Дополнительное оборудование: компьютер, подключенный к сети Internet, мультимедийный проектор, экран, презентация преподавателя, Учебно-наглядное пособие L-микро, использование диска «Физика 7-11 классы». Физикон 2005г., диск «Библиотека наглядных пособий».

Структура урока:

Организационный момент;

Изучение нового материала;

Первичное закрепление;

Подведение итогов урока;

Домашнее задание.

Ход урока:

Организационный момент:

Подготовка учащихся к уроку. Сообщение темы и основных целей и задач урока.

Учитель приветствует.

Метод обучения: словесный.

Форма организации деятельности: коллективная.

Изучение нового материала:

Учитель сообщает, что мы начинаем изучать колебательное движение. Приводит в колебательное движение тела: груза на пружине, груза на нити,

Какой при­знак является наиболее характерным для всех этих движений?

Ученик. Тела движутся то в одну, то в другую сторону. Движения тел повторяются.

Учитель. Правильно. Все эти тела совершают периодически повторяющиеся движения около среднего положения, колеблются.

Учащиеся смотрят и обсуждают модели при использовании диска «Физика 7-11 классы». Физикон 2005г

Рисунок 2 – примеров коле­бательного движения

Учитель приводит множество примеров коле­бательного движения. Это одно из самых распростра­ненных движений. Колеблются мосты, когда по ним проходят поез­да; части работающих машин; голосовые связки, когда мы говорим. Тепловое движение молекул твердых кристаллических тел тоже колебательное. Иногда колебания полезны, и тогда их используют для практических целей, иногда — вредны, и тогда принимают ме­ры для их уменьшения или устранения.

При изучении оптики вы узнаете, что свет — это электромагнитные колебания. Механические и электромагнитные колебания описы­ваются одними и теми же уравнениями

Рисунок 3 – рисунок с обозначение что такое колебание

Учитель предлагает выяснить условия возникновения колебаний. Что нужно, чтобы начались колебания? Учащиеся предлагают ответ, что необходимо толкнуть тело, приложить к нему силу. Чтобы колебания длились долго, нужно уменьшить силу трения. Рисунки со слайда и условия возникновения колебаний учащиеся записывают в тетрадь.

Рисунок 4 – условие, при котором возникает колебание

Попробуем классифицировать колебательные движения. Демонстрируются вынужденные колебания свободные колебания. Учащиеся записывают в тетрадь виды колебаний.

Рисунок 5 – виды колебаний

Если внешняя сила постоянная, то колебания называются автоматическими колебания. Так же колебания бывают затухающие и незатухающие. Затухающие колебания – это колебания, которые, под действием сил трения или сопротивления, со временем уменьшаются, показываются эти колебания на графике на слайде. Незатухающие колебания – это колебания, которые со временем не изменяются; силы трения, сопротивления отсутствуют. Для поддержания незатухающих колебаний необходим источник энергии, показываются эти колебания на графике на слайде.

Даны примеры колебаний

1 вариант выписывает примеры затухающих колебаний.

2 вариант выписывает примеры незатухающих колебаний.

1. колебания листьев на деревьях во время ветра;

2. биение сердца;

3. колебания качелей;

4. колебание груза на пружине;

5. перестановка ног при ходьбе;

6. колебание струны после того, как её выведут из положения равновесия;

7. колебания поршня в цилиндре;

8. колебание шарика на нити;

9. колебание травы в поле на ветру;

10. колебание голосовых связок;

11. колебания щёток стеклоочистителя (дворники в машине);

12. колебания метлы дворника;

13. колебания иглы швейной машины;

14. колебания корабля на волнах;

15. размахивание руками при ходьбе;

16. колебания мембраны телефона.

Дается на это 3 мин, потом показывается слайд, на котором ответы.

Применение самоконтроля очень важно для самооценки учащихся.

Вы видите, что все свободные колебания являются затухающими, а вынужденные колебания – незатухающими. Среди всех видов колебаний выделяют особый вид колебаний – гармонические.

Учитель переключает изображение на программу http://physics.nad.ru/

Рисунок 6 – программа для демонстрации механических колебаний

Это график функции синуса и косинуса.

Далее используется диск «Библиотека наглядных пособий»

Рисунок 7 – библиотека наглядных пособий

Рисунок 8 – графики и уравнения гармонических колебаний

Учащиеся записывают в тетрадь уравнения гармонических колебаний.

Учитель предлагает рассмотреть каждую величину в уравнении гармонического колебания. (На математическом и пружинном маятниках показывается смещение Х)). Х-смещение – отклонение тела от положения равновесия. Следующая величина – Х мах. Максимальное смещение. Колебательное движение характеризуется амплитудой, т. е. максимальным смещением от положения равновесия. Чтобы нагляднее пщиеся оказать и измерить амплитуду колебания записываю на доске: «А — амплитуда».

Период Т — минимальный промежуток времени, через который движение тела полностью повторяется, или промежуток, в течение которого происходит полное колебание. Учитель показывает на одном из приборов, что такое полное колебание, и пишет на доске: «Т — пе­риод». Величина, обратная периоду, — частота, т. е. число коле­баний в секунду. Записывает на доске: « v — частота».                   

Ставится вопрос классу: Каково соотношение между периодом и частотой?

Учитель демонстрирует: постепенно изменяет длину нити маятника. Нить перекинута через кольцо, закрепленное в штативе. Как изменяются период и частота?

Учащиеся делают вывод, что уменьшается период и увеличивается частота.

Учитель поясняет, что если частота 2 с^-1, чему равен период, т. е. сколь­ко времени продолжается полное колебание? Ученик отвечает 1/2 с.

III Практический этап. Далее используется учебно-наглядное пособие L-микро.

Рисунок 8 – учебно-наглядное пособие L-микро

Учитель подвешивает шарик на нити длиной примерно 40 см. Устанавливает оптоэлектрические датчики и платформу стартового устройства.

Учащееся в это время подготавливают в тетради таблицу следующего вида:

Таблица 1

α, градусы	(t/2)1	(t/2)2	(t/2)3	(t/2)4	t
60
45
30
20
10
5

Для определения периода колебаний необходимо вычислить сумму четырех полупериодов и разделите полученное значение пополам.

Проведят ряд запусков маятника со следующими начальными углами отклонения α = 60, 45, 30, 20, 10, 5. Результаты измерений внесет в таблицу и потом учитель попросит учащихся проанализировать полученные результаты.

Обобщая их выводы, учитель отмечает, что начиная с некоторого угла отклонения период колебаний становится практически независящим от амплитуды, и именно для периода таких колебаний, называемых малыми, справедлива формула .

Здесь T – период колебаний маятника, l – длина нити подвеса (расстояние от точки подвеса до центра шарика), g – ускорение свободного падения.

Проводим еще несколько экспериментов (изучение зависимости периода свободных колебаний от длины нити).

5. Проводиться эксперимент. Результаты заносятся в таблицу.

6. Для анализа делаются необходимые расчеты. Это является отработкой решения задач по данной теме.

Литература: 1. Д.В.Сивухин, "Общий курс физики. Механика", Наука, 1979 2. О.Д.Шебалин, "Физические основы механики и акустики", Высш. школа, 1981 3. С.П.Стрелков, "Механика", Наука, 1975 4. К.Магнус, "Колебания", пер.с нем., Москва, Мир, 1982

17