Урок-исследование на тему: «Гармонические колебания. Величины, характеризующие гармонические колебания» в 9 кл.
Цель урока: сформировать понятие о гармонических колебаниях и их характеристиках; исследовать зависимость периода и частоты колебаний математического и пружинного маятника от физических величин.
Задачи:
образовательная:
-повторить ранее изученный материал;
-в ходе эксперимента выяснить, от каких физических величин зависят период и частота колебаний математического и пружинного маятника;
-вывести формулу периода колебаний математического маятника;
-продолжить формирование навыков работы с лабораторным оборудованием;
развивающая: развивать творческое мышление, умение применять знания в
новой нестандартной ситуации; развивать умение анализировать, делать выводы;
воспитательная: формирование чувства взаимопомощи, умения работать в группах, парах; воспитывать доброжелательное отношение друг к другу, взаимопонимание и взаимопомощь.
Оборудование: проектор, экран, компьютер, презентация.
Оборудование для учащихся: математический и пружинный маятники, штатив, лапка, металлический цилиндр, весы, гирьки
Ход урока:
Здравствуйте, ребята!
Сегодня мы продолжим изучение колебательного движения. На небольшой промежуток времени, равный 45 мин., мы превратимся в ученых-исследователей. Будем вместе изучать гармонические колебания, их характеристики и устанавливать зависимости от физических величин. На каждом столе находится необходимое оборудование. Но прежде, чем приступить к исследованию, нам надо вспомнить материал, с которым мы ознакомились на прошлом уроке.
Что такое механические колебания?
Что называют колебательными системами? Приведите примеры.
Что является условием возникновения колебаний в пружинном маятнике?
Под действием какой силы возникают колебания в математическом маятнике?
Какие колебания называются свободными?
Какие колебания называют вынужденными?
Выполним следующее задание: 1 вариант выписывает примеры свободных колебаний; 2 вариант – вынужденных из приведенного на экране списка.
Даны примеры колебаний (слайд).
колебания листьев на деревьях во время ветра;
биение сердца;
колебания качелей;
колебание груза на пружине;
перестановка ног при ходьбе;
колебание струны после того, как её выведут из положения равновесия;
колебания поршня в цилиндре;
колебание шарика на нити;
колебание травы в поле на ветру;
колебание голосовых связок;
колебания щёток стеклоочистителя (дворники в машине);
колебания метлы дворника;
колебания иглы швейной машины;
колебания корабля на волнах;
размахивание руками при ходьбе;
колебания мембраны телефона.
Самопроверка по ответам, данным на экране.
Среди всех видов колебаний выделяют особый вид колебаний – гармонические.
Давайте вспомним, какие колебания называются гармоническими?
Сегодня перед нами стоит задача – выявить и изучить характеристики гармонических колебаний.
Записываем тему урока: «Величины, характеризующие гармонические колебания»
Сегодня мы экспериментаторы, мы должны помнить, что перед проведением любого опыта или эксперимента мы всегда повторяем и соблюдаем Правила техники безопасности. Слайд.
Вначале знакомим с характеристиками гармонических колебаний.
Амплитуда колебаний. Демонстрируем два маятника, которые совершают колебания с разной амплитудой.
Чем отличаются колебания? Подводим к определению амплитуды, записываем в тетрадь. Каждый измеряет амплитуду колебаний маятника, находящегося на столе.
Вводим обозначение, единицу измерения.
Можно измерить время одного колебания? Как?
Записываем формулу: Т=t/n. Вводим понятие периода колебаний, обозначение, единицу измерения. Измеряем период колебаний маятников на столах учащихся.
Определяем частоту колебаний. υ = 1/Т.
Фаза колебаний. При объяснении можно использовать рис. 60-62 из учебника.
Все определения и измерения записываются в тетрадях.
Мы ознакомились с характеристиками гармонических колебаний, но наша основная задача – выявить от чего зависит период и частота колебаний.
Начнем с математического маятника.
Вам уже известны период и частота колебательных систем, которые находятся на ваших столах.
Разделимся на две группы.
Первая группа изменяет длину маятника и вновь измеряет период колебаний и частоту.
Вторая группа изменяет массу и также измеряет период и частоту.
Выслушиваем выступления учащихся. Записываем вывод: период колебаний математического маятника зависит от длины маятника, чем больше длина маятника, тем больше, тем больше период колебаний. частота колебаний обратно пропорциональна длине маятника.
Далее исследуем зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины. Записываем вывод: период колебаний пружинного маятника зависит от массы груза и жесткости пружины.
Знакомим с формулами периода колебаний математического и пружинного маятников.
Рефлексия. Итак, мы решили поставленную задачу? Ваши ответы дайте в виде смайликов в своих тетрадях.
И запишите домашнее задание: подготовить небольшие выступления о необычных проявлениях и применениях колебаний.
Для закрепления материала можно решить задачи из упр. учебника, ответить на вопросы после параграфа.
3 691
15 880 
