План-конспект к уроку по физике "Механические колебания"

Организационная информация

Тема занятия

«Механические колебания»

Предмет

Физика

Группа

С 1-4 к или 10 класс

Автор занятия

Морозова Елена Васильевна,

преподаватель физики и математики

Образовательное учреждение

ГОУ СПО ТО «Тульский государственный коммунально-строительный техникум»

Федеральный округ России (или страна СНГ для участников ближнего зарубежья)

Российская Федерация

Республика/край

Тульская область

Город/поселение

Тула

Методическая информация

Тип занятия

Комбинированный урок

Цели занятия

Образовательные:

Изучить теорию механических колебаний и выяснить их значение в жизни человека и в будущей специальности.

Развивающие:

Развивать внимание, память, наблюдательность и логическое мышление путем формирования умения сравнивать и обобщать, выделять главное, формулировать выводы; развивать познавательный интерес и коммуникативные свойства речи.

Воспитывающие:

Формировать самостоятельность, дисциплинированность, усидчивость, культуру учебного труда; материалистические мировоззренческие понятия.

Задачи занятия

Вспомнить основные формулы и единицы измерения физических величин из раздела «Механика»; изучить механические колебания; обеспечить усвоение определения основных характеристик колебательного движения: амплитуды, периода, частоты; применить формулы для решения задач, ознакомить студентов с существованием механических колебаний в повседневной жизни.

Используемые педагогические

технологии, методы и приемы

Методы обучения:

словесные, наглядные, практические.

Время реализации занятия

90 минут

Знания, умения, навыки и качества, которые актуализируют приобретут/ закрепят/др. ученики в ходе занятия

Студенты в ходе занятия актуализируют понятия перемещения, скорости, ускорения, силы из раздела «Механика», приобретают знания о характеристиках механического колебания на основе гармонических колебаний математического и пружинного маятников, закрепляют полученные знания при заполнении кроссворда, применяют знания при решении задач, развивают мировоззрение.

Необходимое оборудование и

материалы

Компьютер, экран, мультимедийный проектор, мультимедийная презентация, модель математического маятника, модель пружинного маятника, учебник, сборник задач, микрокалькуляторы.

Дидактическое обеспечение занятия

Опорные конспекты для студентов, карточки с названиями механических величин.

Список учебной и дополнительной литературы

1) Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б. Физика: Учебник для 11 классов общеобразовательных учреждений – М.: Просвещение, 2010. – 336 с.

2) Смирнов С.А, Глушаков И.Е Сборник задач по физике – М.: Форум, 2008. – 176 с.

Ход и содержание занятия

Деятельность преподавателя

Деятельность студентов

Организационный момент

Приветствие. Заполнение журнала, проверка присутствующих. Сообщение темы, задач и плана занятия. Слайды 1, 2, 3.

Слушают преподавателя. Записывают дату и тему в тетрадь.

Актуализация знаний «Калейдоскоп формул»

Объяснение условий задания: необходимо записать формулу для определения данной физической величины и назвать единицы измерения в СИ:

• перемещение;

• скорость;

• ускорение;

• сила (по второму закону Ньютона);

• сила тяжести;

• сила упругости;

• равнодействующая сил.

Слайд 4.

Слушают инструктаж преподавателя. Отвечают около доски.

Анализируют и добавляют ответы однокурсников.

Объяснение нового материала

Объяснение нового материала по плану: Слайд5.

1. Вибрации в строительстве и технике Слайд .6.

(краткие сообщения студентов).

2. Основные понятия теории колебаний. Слайд 7.

2.1. Определение колебаний. Слайд 8.

Колебания – это движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени.

Механические колебания – колебания механических величин (например, скорость или ускорение).

Электромагнитные колебания – взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей.

. Свойством повторяемости обладают:

• качания маятника часов;

• сезонные изменения температуры;

• движение стрелки часов;

• колебания струны;

• вибрация крыльев самолета;

• колебания напряжения в сети электрического тока.

Какие из перечисленных процессов не являются механическими колебательными процессами? Слайд 9.

Механические колебания могут быть периодическими и непериодическими. Слайд 10.

2.2. Периодические колебания.

Движение называют периодическим, если значения физических величин (например, смещения или скорости) изменяющихся в процессе движения, повторяются через равные промежутки времени

Полным колебанием называют один законченный цикл колебательного движения, после которого оно повторяется в том же порядке. Слайд 11.

Период колебаний (Т) – минимальный промежуток времени, через который повторяются значения колеблющихся величин. Слайд 12.

, где t – время колебания, N – число колебаний.

Период – время одного полного колебания. [Т] = [1c]

Частота колебаний (ν) – число колебаний в единицу времени. [ν] = [1Гц].

, , .

Задача. При измерении пульса человека было зафиксировано 75 пульсаций крови за одну минуту. Определите период и частоту сокращений сердечной мышцы. Слайд 13.

2.3. Гармонические колебания и их характеристики.

Гармонические колебания – колебания, при которых колеблющееся величина изменяется со временем по закону косинуса или синуса. Слайд 14, 15.

Амплитуда (А) - наибольшее (по модулю) отклонение тела от положения равновесия. А = Хmax. Слайд 16.

Циклическая частота (ω) – число колебаний совершенных за 2π секунд. ω =2πν. [ω] = [1рад/с].

Фаза колебаний (φ) – аргумент синуса или косинуса; определяет смещение точки в момент времени t.

φ = ωt + φ₀. [φ] = [1рад].

2.4. Графики гармонических колебаний.

Слайд 17.

График затухающих колебаний:

Слайд 18.

По графику определить период, частоту и амплитуду колебаний. Слайд 19.

Зависимость гармонических колебаний от амплитуды, периода, фазы:

Слайд 20.

Задача.Маятник часов совершает незатухающие гармонические колебания. Какие из величин являются постоянными, а какие переменными?

(амплитуда, смещение, период, частота, скорость, ускорение) Слайд 22.

Характеристики колебательного движения:

Постоянные характеристики колебаний: амплитуда, период, частота. Слайд 23.

Меняющиеся характеристики колебаний: смещение,скорость, ускорение сила. Слайд 24.

2.5. Математический маятник.

Математический маятник – колеблющаяся в поле силы тяжести материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Слайд 24, 25.

Устные качественные задачи. Слайд 26.

1. Чему равен период колебаний математического маятника, если длина нити равна 9,8 м?

2. Во сколько раз надо изменить длину математического маятника, чтобы период колебаний изменился в 2 раза?

2.6. Пружинный маятник.

Пружинный маятник – тело, способное совершать колебания под действием силы упругости. Слайд 27, 28.

Задача. Будут ли возможны колебания шарика, закрепленного на пружине, если вся система придет в состояние невесомости? Слайд 29.

3. Колебания и их роль в жизни и деятельности человека (краткие сообщения студентов). Слайд 30, 31.

Слушают преподавателя и сообщения студентов, просматривают презентацию, устно отвечают на вопросы, составляют опорный конспект, заполняют таблицу.

Закрепление изученного материала

Работа с кроссвордом. Слайд 32, 33.

По горизонтали:

1. Единицы частоты в СИ.

2. Математическая запись зависимости одной величины от другой.

3. Прибор для отсчета времени.

4. Наименьший интервал времени, по истечении которого повторяются значения физических величин.

5. Величина, определяющая положение колеблющегося тела в определенный момент времени.

6. Тело, совершающее колебания вокруг горизонтальной оси под действием силы тяжести.

По вертикали:

1. Единица времени в СИ.

2. Механические колебания в технике.

3. Модуль наибольшего отклонения от положения равновесия.

4. Количество колебаний в единицу времени.

Отгадывают кроссворд, поднимают руку и выходят к доске, вписывают правильные ответы в кроссворд.

Разбор примеров решения задач

Решение задач с пояснениями: Слайд 34, 35, 36.

1. Груз массой 50 г, прикрепленный к пружине, жесткость которой равна 0,49 Н/м, совершает колебания. Какой длины надо взять математический маятник, чтобы его частота колебаний была равна частоте колебаний пружинного маятника?

2. Найти периоды колебаний математического маятника с длиной нити 130, 150 см. Проверить полученный результат с помощью компьютерного моделирования.

Слушают объяснение преподавателя, записывают решение задач в тетрадь.

Домашнее задание

Слайд 37.

Основное задание:

• прочитать § 20 – 23, ответить устно на вопросы;

• решить предложенные задачи:

Задача 1.

Построить график колебания, совершающегося согласно уравнению x(t) = 2 sinπt [см].

Задача 2.

Определите частоту, период, амплитуду и начальную фазу колебаний, описывающихся уравнением

x(t) = 0,5cos(157t + 1,5π) [м].

Слушают преподавателя.

Записывают домашнее задание.

Итоги занятия

Слушают преподавателя.

Рефлексия деятельности на занятии.

В конце презентации преподаватель задает вопросы, действительно ли были затронуты все представленные на слайде разделы новой темы и этапы занятия, не осталось ли каких-то не упомянутых аспектов темы. После презентации проводится краткое обсуждение по вопросам:

Что вы поняли, чему научились?

Какие задания вызвали наибольший интерес и почему?

С какими новыми понятиями вы столкнулись?

Пригодятся ли полученные знания для будущей специальности?

Каковы замечания и предложения на будущее?

При наличии вопросов у обучающихся преподаватель дает ответы на них.

Слушают преподавателя.

Отвечают на поставленные вопросы, дополняют друг друга.

Дополнительная необходимая информация

Для работы с кроссвордом используется программа Microsoft Excel c последующими переходами в виде ссылок.

Студенты работают на опорных конспектах приготовленных заранее для каждого обучающегося.

Ссылки на использованные интернет-ресурсы

В помощь учителю

Обоснование, почему данную тему оптимально изучать с использованием медиа-, мультимедиа, каким образом осуществить

Занятие по теме «Механические колебания» удобно рассматривать на модели пружинного или математического маятника, но основной ход занятия, определения, формулы и единицы измерения физических величин наглядно представляется на мультимедийных слайдах презентации. Помимо этого, изучаемый материал систематизируется и обобщается с помощью подобранных рисунков и схем.

Советы по логическому переходу от данного урока к последующим

Целесообразно после данного урока провести лабораторную работу «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»

Другое