Интегрированный урок физика +биология 9 класс

 учитель физики Соколова М.П.

учитель биологии Стародубцева О.О

Цели:

• образовательная: сформировать понятие звука с точки зрения физики; изучить механизм передачи и восприятия звука живыми организмами;

• развивающая: продолжать расширять кругозор учащихся на основе интеграции знаний учащихся; развивать логическое и абстрактное мышление;

• воспитательная: воспитывать положительную мотивацию к обучению; культуру умственного труда; пропаганда здорового образа жизни.

Оборудование: Компьютер, мультимедийный проектор, экран, камертон с резонаторным ящиком, металлические линейки, различные музыкальные инструменты, презентация.

1. Орг. момент музыка природы

2. Актуализация знаний. Учитель биологии( 1мин)

Все известно вокруг, 1 и 2 слайд Тем не менее На Земле очень много того, Что достойно порой удивления И Вашего, и моего. Удивляйся росе, Удивляйся цветам, Удивляйся упругости стали, Удивляйся тому, Чему люди порой Удивляться уже перестали.

Учитель биологии

Ребята, перед вами кроссворд, разгадав который, вы узнаете ключевое слово нашего сегодняшнего урока.

Учитель физики (3мин)

1. Амплитуда установившихся вынужденных колебаний достигает своего наибольшего значения при условии, что частота вынуждающей силы равна собственной частоте колебательной системы. Назовите явление.

2. Как называется следующее явление: распространение колебаний в пространстве от точки к точке, от частицы к частице.

3. Наибольшее по модулю отклонение колеблющегося тела от положения равновесия называется.

4. Процессы, повторяющиеся через одинаковые промежутки времени, относительно среднего положения. Как называются эти процессы?

Прежде чем перейти к изучению нового материала, повторим некоторые определения, которые будут нужны нам для работы на сегодняшнем уроке.

(Фронтальный опрос) (3мин)

1. Какими величинами характеризуется колебательное движение? Что такое частота?

2. А что такое период?

3. Какие виды волн вы знаете?

4. Что такое продольная волна?

5. А что такое поперечные волны?

6. Какими величинами характеризуются волны.

3. Сообщение темы и целей урока

Ребята, обратите внимание на выделенное слово, это ключевое слово кроссворда, и на уроке мы будем говорить о звуке и звуковых колебаниях. Итак, тема урока «Источники звука. Звуковые колебания и волны». Запишите тему в рабочие тетради

раздать по 2 строчки детям -по очереди –показывать рукой

Мир звуков так многообразен, Богат, красив, разнообразен, Но всех нас мучает вопрос… Откуда звуки возникают, Что слух наш всюду услаждают? Пора задуматься всерьёз. В грозу мы слышим рокот грома, Вот шум прибоя, плеск волны. Другие звуки нам знакомы….

Сегодня мы узнать должны Причину и природу звука, Что слышим мы то здесь, то там. Урок поможет разобраться нам!

- Как вы думаете, ребята, какова же цель нашего урока?

Итак, цель урока: выяснить, что является источником звука, что такое звуковые колебания, как они возникают, где практически применяются в жизни.

Учитель физики . Кажется, совсем не нужно пояснять, что такое звук. Мир звуков окружал человека всегда. В далекие времена звуки выручали его так же, как и других живых существ: они помогали охотиться, ориентироваться в пространстве, общаться. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. С помощью звуков люди общаются, обмениваются мыслями, идеями, чувствами, информацией.

Услышав какой-то звук, мы обычно можем установить, что он дошел до нас от какого-то источника.

Вопрос -Назовите источники звуков.

Среди источников звука есть как естественные, так и искусственные. это

Демонстрация камертон, металлическая линейка

(работа с учебником рис 76 стр 128)- беседа (5 мин)

Примером искусственного источника звука является укрепленная в тисках металлическая линейка. Линейка будет издавать звук, если ее свободную часть, длина которой подобрана определенным образом, привести в колебательное движение.

Вторым примером искусственного источника звука является камертон. Он представляет собой изогнутый металлический стержень на ножке. Сам по себе камертон дает очень слабый звук, потому что площадь поверхности колеблющихся ветвей камертона, соприкасающейся с воздухом, мала и в колебательное движение приходит слишком мало частиц воздуха. Поэтому камертон обычно укрепляют на деревянном ящике подобранном так, чтобы частота его собственных колебаний была равна частоте звука, создаваемого камертоном. Благодаря резонансу стенки ящика тоже начинают колебаться с частотой камертона. Это колебания большой амплитуды (резонанс!), да и площадь поверхности ящика велика, поэтому звук камертона оказывается значительно более громким. Ящик так и называют — резонатор. В музыкальных инструментах без резонаторов тоже нельзя обойтись. например, в гитаре, скрипке и других подобных им струнных инструментах. Различные опыты свидетельствуют о том, что любой источник звука обязательно колеблется (демонстрируем звучание различных музыкальных инструментов) .стр132 учебник

Итак, звук – это упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях, твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных. Механические волны, которые вызывают ощущение звука, называют звуковыми волнами.

К какому виду волн относятся звуковые волны? Да, это продольные волны.(Запишите.)

К естественным источникам звука относятся жужжание пчелы, мухи, комара, наши с вами голосовые связки. Послушаем сообщение, которое подготовили нам о том, что является источником звука человека.

КЕЙС-ЗАДАНИЯ по БИОЛОГИИ:

Стародубцева О.О.

Каждый из вас бывал в лесу, и вы слышали, что все вокруг заполнено звуками.

Без ушей в лесу не прожить. Уши помогают найти друзей, спастись от врагов, поймать добычу. Каждое животное слышит по-разному.

КЕЙС №1. «ЗВУКИ В МИРЕ НАСЕКОМЫХ»

У кузнечика уши не на привычном для нас месте – не на голове, а на ногах слуховой орган кузнечика расположен на голени, чуть ниже “колена”. Две узенькие щелочки ведут во, внутреннюю довольно обширную полость, в которой расположен, так называемый, тимпанальный орган. Он построен по типу нашей барабанной перепонки, колебания которой передаются к слуховым нервам.

Тимпанальные органы – это наиболее специализированные органы слуха насекомых. У многих бабочек, мотыльков, у цикад, саранчи и некоторых водяных клопов, они располагаются по обеим сторонам, сразу же за грудкой или на самой грудке.

В основании усиков насекомых, находятся особые джонстоновы органы. Контролирующие полет, регистрацию скорости и направление, но у комаров джонстоновы органы воспринимают и звук. Усик вибрирует в унисон со звуковыми колебаниями определенного тона. Джостонов орган возбуждает и передает в мозг соответствующие сигналы. И так у комаров, мух, пчел, усики построены так, что могут чувствовать звуки. Значит, эти насекомые слушают свои песни не ушами, а усами!

КЕЙС №2. «ЗВУКИ В МИРЕ ЗЕМНОВОДНЫХ И ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ»

Нет типичных ушей и у лягушек. Ухо лягушки – это круглые отверстия, так же затянутые барабанной перепонкой. От звука она дрожит, и эту дрожь чувствуют специальные слуховые нервы лягушки. При издавании звуков горло лягушки оттягивается, что способствует усилению звука. Кроме внутреннего, у амфибий появляется еще и среднее ухо. Появляется и первая слуховая косточка – стремечко.

А вот змеи практически глухие. Среднее ухо у них упрощено, наружное ушное отверстие и барабанная перепонка отсутствуют. Зато они всем своим телом чувствуют сотрясение земли под ногами идущего человека – поэтому и кажется, что они его слышат.

КЕЙС №3. «ЗВУКИ В МИРЕ ПТИЦ»

Многие птицы очень хорошо слышат. Барабанная перепонка располагается у них не на поверхности головы, а на дне особого слухового прохода, наружное отверстие которого иногда бывает, окружено кожными складками - предшественниками наружного уха. Среднее ухо содержит единственную слуховую косточку - стремечко. У птиц, по сравнению с предшествующими группами, значительно лучше развита улитка. Тонкий слух и способность дифференцировать звуковые сигналы хорошо согласуется со способностью птиц издавать разнообразные звуки, несущие определенную информацию.

КЕЙС №4. «ЗВУКИ В МИРЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ»

У всех млекопитающих слух очень развит, у них появляется наружная раковина. Поразительно работают уши у собаки. Она, например, может слышать звуки, которые более чем в 100 раз тише: уровень их приближается к уровню шумов теплового движения молекул воздуха. У животных, относящихся к классу млекопитающие, и у человека орган слуха образован 3 отделами. + текст от Захарова.

Физкультминутка. Учитель биологии (1мин)

Физминутка. Ну, что же, ребята, сядьте поудобнее, сделайте глубокий вдох, спокойный выдох, проведём звуковую гимнастику. Повторяйте за мной…

Звук «М» - замечательный звук. Не случайно одним из первых слов ребёнок произносит слово «мама». Он определяет энергетическую связь матери и ребёнка. Этот звук – любовь и покой.

Звук «У» - вызывает колебания в глотке, гортани. Укрепляет уверенность в своих силах.

Звук «А» - произнося «А» происходит углубление дыхания и увеличение потребления кислорода. Заставляет вибрировать грудь и даёт команду всем клеточкам настроиться на работу. Ну что же продолжим работу!

Учитель физики 2мин

Исследования показали, что человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания тел, происходящие с частотой от 20 Гц, до 20 000 Гц. Поэтому колебания, частоты которых находятся в этом диапазоне, называются звуковыми.

Механические колебания, частота которых превышает 20 000 Гц, называются ультразвуковыми, а колебания с частотой менее 20 Гц – инфразвуковыми.

Фильм «Фильм ультразкук и инфразвук»

Кейс по физике-сообщения учащихся.

КЕЙС №5. «УЛЬТРАЗВУК»

Когда были созданы высокочувствительные приемники звуков для самых различных частот, обнаружилось, что инфра- и ультразвуки распространены в природе так же широко, как и звуки слышимые. Выяснилось, что их излучают и воспринимают живые существа на суше, в воздухе и в воде и используют для своих “переговоров”. Собаки, например, воспринимают ультразвуки с частотой до 40 кГц. Этим пользуются дрессировщики, чтобы подавать собаке команду, не слышимую людьми.

Установленные в море приемники ультразвука обнаруживают его при появлении “плавающих островов” планктона. Оказалось, что крохотные веслоногие рачки в этом планктоне создают ультразвуковые волны, потирая лапку о лапку.

Ультразвуком пользуются и летучие мыши. Исследования естествоиспытателей показали, что зрение у летучих мышей очень слабое — они почти слепы. Как же эти животные обнаруживают любые препятствия на своем пути и как они охотятся в полной темноте? Оказалось, что летучие мыши способны издавать и воспринимать ультразвуковые колебания. Излученные самой мышью ультразвуковые волны отражаются от препятствий и от различных насекомых и улавливаются мышью (у летучих мышей большие уши). По тому, откуда пришла отраженная волна, мышь автоматически оценивает, в каком направлении от нее находится препятствие. Это позволяет ей отлично ориентироваться и находить добычу. Подобным образом пользуются ультразвуком дельфины, глубоководные рыбы и некоторые другие живые существа. Ультразвук широко используется в медицине для постановки диагноза и лечения некоторых заболеваний. Диагностические ультразвуковые исследования (УЗИ) позволяют без хирургического вмешательства распознавать патологические изменения органов и тканей. Эти исследования основаны на свойстве ультразвуковых волн с частотой от 0,5 до 15 МГц проходить через ткани организма, частично отражаясь от всех поверхностей, представляющих собой границы тканей разного состава и плотности.

Ультразвуковая терапия основана на том, что ультразвуковые волны определенных частот оказывают механическое, тепловое, физико-химическое воздействие на ткани, в результате чего в организме активизируются обменные процессы и реакции иммунитета.

КЕЙС №6. «ИНФРАЗВУК»

Исследования показали, что и неслышимые звуки также опасны. Ультразвук, занимающий заметное место в гамме производственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя ухо его не воспринимает. Пассажиры самолета часто ощущают состояние недомогания и беспокойства, одной из причин которых является инфразвук. Инфразвуки вызывают у некоторых людей приступы морской болезни.

Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, если они носят длительный характер. Некоторые нервные болезни, свойственные жителям промышленных городов, вызываются именно инфразвуками, проникающими сквозь самые толстые стены.

Один из основных источников шума в городе - автомобильный транспорт, интенсивность движения которого постоянно растет. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов.

Инфразвук иногда порождается морем, в этом случае его называют “голос моря”. Образуется он обычно во время шторма в результате периодических сжатий и разрежений воды.

Инфразвуковая волна, так же как и звук слышимого нами диапазона, распространяется в воде почти в 5 раз быстрее, чем в воздухе. Поэтому различные морские жители, способные воспринимать “голос моря”, — медузы, ракообразные, морские блохи и др. — задолго до наступления шторма чувствуют его приближение.

Инфразвук по сравнению со слышимыми звуками мало поглощается как воздухом, так и водой, поэтому инфразвуковая волна распространяется на очень далекие расстояния (порядка нескольких сотен километров). Это дает возможность широко использовать его. Так, например, применение инфразвука имеет большое значение в военном деле. Улавливая его приборами, весьма точно определяют место, откуда действует дальнобойная артиллерия. Используют инфразвук и в рыболовецком промысле. Рыболовецкие суда, оснащенные соответствующими приемными установками, могут быстро находить стаи рыб, издающие инфразвук или отражающие его.

КЕЙС №7 «ВЛИЯНИЕ ШУМА НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ»

Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды жизни. Влияние шума на организм зависит от возраста, слуховой чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха, способствует увеличению числа других заболеваний угнетающе действует на психику человека. Шум - такой же медленный убийца, как и химическое отравление.

Современный шумовой дискомфорт вызывает у живых организмов болезненные реакции. Шум от пролетающего реактивного самолета, например, угнетающе действует на пчелу, она теряет способность ориентироваться. Этот же шум убивает личинки пчел, разбивает открыто лежащие яйца птиц в гнезде. Транспортный или производственный шум действует угнетающе на человека - утомляет, раздражает, мешает сосредоточиться. Как только такой шум смолкает, человек испытывает чувство облегчения и покоя.

Поэтому защите сна - этого “бальзама души” - от всякого рода раздражителей должно уделяться большое внимание.

Учитель физики

Как вы думаете, а может ли звук распространяться в безвоздушном пространстве, вакууме? (нет) Запишите

Звуки не слышны на Луне, в космическом пространстве. Т.к. колебания источника передаются частицами среды, то при её отсутствии звук передаваться не может.

Характеристика звука.

Звук характеризуется- высотой, которая зависит от частоты (рис на стр 133) учебник. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний.

Решим задачи

№1

№2

4. Закрепление изученного материала. Учитель биологии.

А сейчас для закрепления изученного на уроке предлагаю ответить на вопросы верно или не верно…

5. Выполнение тестового задания.

1. При полёте большинство насекомых издают звук. Чем это вызывается?

а) голосовыми связками; б) ветром; в) взмахами крыльев; г) строением тела.

2. Какое насекомое – бабочка или муха – делает большее количество взмахов крыльями?

а) бабочка; б) муха и бабочка делают одинаковое количество взмахов; в) муха; г) они не взмахивают крыльями.

3. Какое минимальное число колебаний в секунду должен делать шарик, чтобы человек смог услышать исходящий при этом звук?

а) 10; б) 16; в) 60; г) нельзя определить.

4. В какой среде звуковые волны не распространяются?

а) в твердых телах; б) в жидкостях; в) в газах; г) в вакууме.

5. К какому виду волн относятся звуковые волны?

а) к поперечным механическим; б) к продольным механическим; в) к электромагнитным; г) среди ответов нет правильного.

6. Итог урока

Что нового мы узнали на сегодняшнем уроке?;

- Звук распространяется в воздухе в виде звуковых волн;

- Звуки бывают слышимые и неслышимые;

- Ультразвук – это неслышимый звук, частота колебаний которого выше 20кГц;

- Инфразвук – это неслышимый звук с частотой колебаний ниже 16Гц;

- Звуки широко применяются в науке и технике

Сегодня на уроке мы познакомились с физической природой звука, его основными характеристиками, выяснили, какие источники звука бывают и закрепили решением тестовых задач.

Д/з по физике п 30, 31,32 упр30 №3,4

Резерв

Одна летучая мышь в течении часа поглащает более 700 комаров. Ультразвуковые сигналы частотой 20-120 кГц и продолжительностью о.2-100мс летучие мыши генерируют гортанью и испускают через рот или ноздри. На Сешильском архипелаге, который обьединяет около 45 островов в Индийском океане, из млекопитающих водяться только летучие мыши.

Задача На каком расстоянии летучая мышь может засечь насекомое или преграду Скорость звука 340м/с. Определите длину волны, испускающую летучей мышью.

Ответ. 0,068-34м, 0,017-0,0028м.