Технологическая карта урока "Распространение колебаний в среде. Волны".

Тема:

Распространение колебаний в среде. Волны

Цель :

Обучающие: познакомить учащихся с механизмом образования волны, основным свойством бегущих волн; сформулировать определение механических волн; сформировать понятие продольной и поперечной волны.

Воспитательные: воспитывать у учащихся интерес к исследовательскому эксперименту; формировать внимание учащихся; показать значение физических знаний в жизни человека; поддерживать устойчивый интерес к предмету.

Развивающие: активизация познавательной деятельности учащихся; расширение кругозора учащихся; установление межпредметных связей; развитие памяти, логического мышления, внимания, эмоций, воли и настойчивости в учении у учащихся; умения применять знания в нестандартных ситуациях.

Планируемый результат

Предметные умения

УДД

Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Выдвигают и обосновывают гипотезы, предлагают способы их проверки

Основные понятия

Механизм распространения упругих колебаний. Механические волны. Поперечные и продольные волны

Организация пространства

Межпредметные связи

Формы работы

Ресурсы

Словесный, наглядный, частично-поисковый, проблемный

Учебник, тетрадь, компьютер, мультимедийный проектор и экран,

изображение картин В.Волосова, Айвазовского «Девятый вал», фотографии цунами, барханов, моря.

Ход урока:

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Познавательная

Коммуникативная

Регулятивная

Осуществляемые

действия

Формируемые

способы

деятельности

Осуществляемые

действия

Формируемые

способы

деятельности

Осуществляемые

действия

Формируемые

способы

деятельности

Организация внимания учащихся

Актуализация ранее изученного

1. Могут ли свободные колебания быть незатухающими? Почему?

2. Какие колебания называются вынужденными?

3. Что такое механический резонанс?

4. К каким колебаниям – свободным или вынужденным – применимо понятие резонанса?

5. Приведите примеры вредного и полезного проявления механического резонанса.

Рассматривают

рисунки.

Выдвигают

предположения о

теме урока.

Осуществляют

актуализацию

личного опыта.

Записывают

вопросы в

тетрадь.

Отвечают на вопросы

Выделять

существенную

информацию из

текста вопросов и

ответов.

Взаимодействуют

с учителем и

учащимися во

время опроса во

фронтальном

режиме.

Слушать

собеседника,

строить понятные

для собеседника

высказывания.

Участвовать в

диалоге, отвечать на

вопросы, слушать и

понимать речь

собеседника.

Контролируют

правильность

ответов

обучающихся.

Умение слушать

в соответствии с

целевой

установкой.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачу,

дополнять,

уточнять

высказанные

мнения по

существу

полученного

задания.

Этап постановки целей и задач урока

Учитель подводит учащихся к формулировке темы урока.

Просит сформулировать и

записать в тетрадях вопросы по данной теме. Организует беседу по составленным учениками вопросам. Подводит итог беседы.

• « А волны всё выше, а волны всё круче, а волны уходят под самые тучи » К. Чуковский

• « Ты волна, моя волна, ты гульлива и вольна »

А.С.Пушкин

• « На берегу пустынных волн, стоял он дум высоких полн »

А.С.Пушкин

• « Волны катятся одна за другою с плеском и шумом глухим »

М.Ю.Лермонтов

• « Пусть грубой музыки обрушится волна,

Пусть хриплый марш пересечет »

А.Ахматова

Рассматривают

рисунки.

Выдвигают

предположения о

теме урока.

Осуществляют

актуализацию

личного опыта.

Записывают

вопросы в

тетрадь.

Отвечают на вопросы

Выделять

существенную

информацию из

текста вопросов и

ответов.

Взаимодействуют

с учителем и

учащимися во

время опроса во

фронтальном

режиме.

Слушать

собеседника,

строить понятные

для собеседника

высказывания.

Участвовать в

диалоге, отвечать на

вопросы, слушать и

понимать речь

собеседника.

Контролируют

правильность

ответов

обучающихся.

Умение слушать

в соответствии с

целевой

установкой.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачу,

дополнять,

уточнять

высказанные

мнения по

существу

полученного

задания.

Открытие новых знаний

Р ассмотрим опыт, показанный на рисунке 65. длинную пружину подвешивают на нитях. Ударяют рукой по ее левому концу (рис. 65, а). От удара несколько витков пружины сближаются, возникает сила упругости, под действием которой эти нитки начинают расходиться. Как маятник проходит в своем движении положение равновесия, так и нитки, минуя положение равновесия, будут продолжать расходиться. В результате в этом же месте пружины образуется уже некоторое разрежение (рис. 65, 6). Если по концу пружины ритмично ударять рукой, то при каждом ударе нитки будут сближаться, образуя сгущения, и отходить друг от друга, образуя разрежения. Таким образом, нитки пружины будут колебаться возле своего положения равновесия. Эти колебания постепенно передадутся от нитка к нитку вдоль всей пружины. По пружине распространятся сгущения и разрежения витков, как показано на рисунке 65, в. другими словами, вдоль пружины от ее левого конца к правом распространяется возмущение, т. е. изменение некоторых физических величин, характеризующих состояние среды. В данном случае это возмущение представляет собой изменение с течением времени силы упругости в пружине, ускорения и скорости движения колеблющихся витков, их смещения от положения равновесия. Возмущения, распространяющиеся в пространстве, удаляясь от места ах возникновения, называются волнами. В данном определении речь идет о так называемых бегущих волнах. Именно такие волны и будут предметом нашего изучения. Основное общее свойство бегущих волн любой природы заключается в том, что они, распространяясь в пространстве, переносят энергию. Так, например, колеблющиеся нитки пружинь обладают энергией. Взаимодействуя с соседними нитками, они передают им часть своей энергии, благодаря чему вдоль пружинки распространяется механическое возмущение (деформация), т. е. образуется бегущая волна.

Но при этом каждый виток пружины колеблется около своего положения равновесия, и вся пружина остается на первоначальном месте. Таким образом, в бегущей волне происходит перенос энергии без переноса вещества.

В данной теме мы будем рассматривать только упругие бегущие волны, частным случаем которых является звук.

Упругие волны — это механические возмущенная, распространяющаяся в упругой среде.

И наче говоря, образование упругих волн в среде обусловлено возникновением в ней упругих сил, вызванных деформацией. Например, если по какому-нибудь металлическому телу ударить молотком, то в нем возникнет упругая волна. Помимо упругих существуют и другие виды волн, например волны на поверхности жидкости, электромагнитные волны (последние описаны в § 58). Волновые процессы встречаются почти во всех областях физических явлений, поэтому их изучение имеет большое значение.

При возникновении волн в пружине колебания ее витков происходили вдоль направления распространения волны в ней ( 31, рис. 65). Волны, в которых колебания происходят вдоль направления распространения волна, называются продольными волнами. Кроме продольных волн существуют и поперечные волны. Рассмотрим такой опыт. На рисунке 66, а показан длинный резиновый шнур, один конец которого закреплен. другой конец приводят в колебательное движение в вертикальной плоскости (перпендикулярно горизонтально расположенному шнуру). Благодаря силам упругости, возникающим в шнуре, колебания будут распространяться вдоль шнура. В нем возникают волны (рис. 66, 6), причем колебания частиц шнура происходят перпендикулярно направлению распространения волн.

В олны, в которых колебания происходят перпендикулярно направлению их распространения, называются поперечными волнами. движение частиц среды, в которой образуются как поперечные так и продольные волны, можно наглядно продемонстрировать с помощью волновой машины (рис. 67). На рисунке 67, а показана поперечная волна, а на рисунке 67, б — продольная. Обе волны распространяются в горизонтальном направлении.

На волновой машине представлен только один ряд шариков. наблюдая за их движением, можно понять, как распространяю волны в сплошных средах, протяженных во всех трех направлениях. для этого представьте себе, что каждый шарик является час вертикального слоя вещества, расположенного перпендикулярно плоскости рисунка. Из рисунка 67, а видно, что при распространению поперечной волны эти слои, подобно шарикам, будут сдвигаться) относительно друга, совершая колебания в вертикальном направлению. Поэтому поперечные механические волны являются волнами сдвига. А продольные волны, как видно из рисунка 67, 6, — это во. сжатия и разрежения. В этом случае деформация слоев среды состоит в изменении их плотности, так что продольные волны представляют собой чередующиеся уплотнения и разрежения. Известно, что упругие силы при сдвиге слоев возникают толь твердых телах. В жидкостях и газах смежные слои свободно скользят друг по другу без появления противодействующих упругих Раз нет упругих сил, то и образование упругих волн в жидкости и газах невозможно. Поэтому упругие поперечные волны могут распространяться только в твердых телах. При сжатии и разрежении (т. е. при изменении объема тела) упругие силы возникают как в твердых телах, так и в Жидкостях и газах. Поэтому упругие продольные волны могут распространяться в любой среде — твердой, жидкой и газообразной.

Анализировать, сравнивать и обобщать факты. Выявлять причины.

 Преобразовывать информацию  из одного вида в другой. Составлять различные виды планов.

Информацию анализировать и оценивать её достоверность.

Отстаивая свою точку зрения, приводить аргументы, подтверждая их фактами.

Уметь взглянуть на ситуацию с иной позиции и договариваться с людьми иных позиций.

Понимая позицию другого, различать в его речи: мнение (точку зрения), доказательство (аргументы), факты.

Самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности.

Выдвигать версии решения проблемы, осознавать конечный результат, выбирать из предложенных и искать самостоятельно  средства достижения цели.

Сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно.

Первичное закрепление во внешней речи

Задает вопросы по обсуждаемой проблеме.

Учитель анализирует ответы учащихся.

Физическая и эмоциональная разгрузка

Ученики выстраиваются шеренгу, держась за руки, или в колонну по одному, кладя руки на плечи впереди стоящего. По команде учителя один из учеников начинает совершать периодические движения в указанном направлении. Колебания передаются другим учащимся и возникает «волна», которую наблюдают учащиеся.

Команды: присядьте, встаньте, нагнитесь влево, нагнитесь вправо (колонна).

Поднимите правую руку вверх, нагнитесь вправо, присядьте, встаньте (шеренга).

Учитель при этом обращает внимание учащихся на то, что при распространении колебаний в пространстве не происходит переноса вещества. Учащиеся остаются на месте, в то время как колебания передаются от одного к другому.

Учитель: Примеры волновых явлений:

• электромагнитное излучение солнца обогревает Землю;

• волны океана размывают берега, принося энергию, полученную от ветра или

землетрясений вдали от этих берегов;

• сверхзвуковой реактивный самолёт образует волну сжатия, от которой

вылетают оконные стёкла;

• вибрирующий воздух доносит звуки до наших ушей;

• можно послать радиоволны к другим планетам и за их пределы;

• сдвиг земной поверхности в одном месте могут вызвать колебания в

достаточно удаленной от места возникновения точке;

• подводное землетрясение в океане создает цунами - приливную

волну;

• землетрясение 1 апреля 1846г вблизи Алеутских островов

всколыхнуло Тихий океан с такой амплитудой, что были разрушены

селения на его берегах на расстоянии 4000м.

Примеры волновых явлений:

• Вибрирующий воздух доносит звуки до наших ушей.

• Можно послать радиоволны к другим планетам и за их пределы.

• Сдвиги земной поверхности в одном месте могут вызвать колебания в достаточно удаленных от места возникновения точках.

• Подводное землетрясение в океане создает цунами — прюшавую волну.

Землетрясение 1 апреля 1846 года вблизи Алеутских островов всколыхнуло Тихий океан с такой амплитудой, что были разрушены селения на его берегах на расстоянии 4000 метров.

Отвечают на

вопросы.

Осознанно и

произвольно строить

речевое

высказывание в

устной форме.

Структурировать

знания, выделять

существенную

Взаимодействуют

с учителем и

учащимися во

время опроса во

фронтальном

режиме.

Получать

необходимую

информацию,

отстаивать свою

точку зрения в

диалоге.

Взаимодействовать

с одноклассниками.

Контролируют

правильность

ответов

обучающихся.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачу.

Итог урока

1. Какие волны называются продольными; поперечными? Приведите примеры.

2. Какие волны — поперечные или продольные — являются волнами сдвига; волнами сжатия и разрежения?

З. В какой среде могут распространяться упругие поперечные волны; упругие продольные волны?

4. Почему упругие поперечные волны не распространяются в жидких и газообразных средах?

Отвечают на вопросы

Осознанно и произвольно строят речевое высказывание в устной форме.

Участвуют в обсуждении содержания урока во фронтальном режиме

Понимать на слух ответы учащихся, уметь формулировать собственное мнение и позицию.

Контроль правильности ответов учащихся

Умение слушать в соответствие с целевой установкой. Уточнение и дополнение высказываний учащихся

Домашнее задание

Объясняет домашнее задание.

§

Экспериментальное задание: Налейте воду в ванну (таз, чашку) и посредством ритмичных касаний воды пальцем (или линейкой) создайте на её поверхности волны. Используя разную частоту колебаний (касаясь воды один или два раза в секунду), обратите внимание на расстояние между соседними гребнями волн.

Зрительное ознакомление с содержанием домашнего задания и инструкцией по выполнению.

Определяют область применения полученных знаний

Обсуждают, задают вопросы

Пропедевтика самостоятельной постановки и выполнения коммуникативной задачи.

Самостоятельно определяют степень сложности выполнения задания и необходимой помощи.

Готовность к самостоятельным действиям по воспроизведению и применению полученных знаний.

Рефлексия (целостное осмысление и обобщение полученной информации, выработка собственного отношения к изученному материалу и его повторная проблематизация, анализ всего процесса изучения материала)

Организует обсуждение

достижений. Предлагает

определить уровень

своих достижений,

наметить перспективы работы.

Участвуют в

беседе по

обсуждению

достижений,

отвечая на

вопросы, делают

выводы.

Анализировать

степень усвоения

нового материала

Выслушивают

одноклассников,

озвучивают своё

мнение

Строить понятные

для собеседника

высказывания

Оценивают

уровень личных

достижений,

уточняют

пробелы в

знаниях.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачи,

осуществлять

самоконтроль,

планировать

будущую

деятельность.

Анализ активности учащихся