Тема: Коливальний рух. Амплітуда коливань. Період коливань. Маятники
Мета: розглянути коливальний рух як приклад криволінійного руху; навчити відрізняти коливальний рух від інших видів руху; розглянути особливості вільних і вимушених, затухаючих і незатухаючих коливань, їх застосування в техніці та де вони зустрічаються в природі; продовжувати формувати в учнів уміння спостерігати фізичні явища, користуватися приладами, розвивати інтелектуальні та творчі здібності, мислення, увагу, пам’ять, робити висновки, аналізувати; виховувати ціннісне ставлення особистості до себе..
Тип уроку: комбінований.
Геніальні відкриття – це 99 % праці та 1 % таланту.
Томас Едісон.
Хід уроку
І. Організаційний момент
Вчитель створює в класі доброзичливу, творчу, робочу атмосферу.
ІІ. Перевірка домашнього завдання. Актуалізація опорних знань
Проводиться бліц-опитування:
- Яку тему ми вивчали на попередньому уроці?
- Який рух називається нерівномірним?
- Що таке рух по колу?
- Які є основні характеристики руху по колу?
- Дайте визначення періоду та частоти обертання.
- Як вони позначаються та в яких одиницях вимірюються?
- Як визначити період та частоту обертального руху?
- Який існує зв’язок між періодом та частотою обертального руху?
- Який період обертання Місяця навколо Землі та Землі навколо Сонця?
- Яких українських космонавтів ви знаєте?
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності
Вчитель говорить про те, що видів нерівномірного руху є багато. Окрім обертального руху, який учні вивчили на попередньому уроці, ми вивчимо ще один вид нерівномірного руху. Потім вчитель показує приклади коливань різних маятників, запитує в учнів, що є спільного у всіх цих рухах та що їх різнить із обертальним рухом; просить сформулювати тему сьогоднішнього уроку та якої мети ми повинні досягнути.
ІV. Формулювання теми та визначення мети уроку.
Учні записують у зошити тему уроку, самостійно визначають мету уроку.
V. Вивчення нового матеріалу.
Учні, визначивши тему та мету уроку, складають план дослідження коливального руху за встановленою схемою:
ü Що таке коливальний рух?
Рух, який періодично повторюється, називається коливальним.
ü В чому відмінність коливального руху від обертального?(траєкторією руху є крива ліній)
ü Де коливальний рух зустрічається в природі?(погойдування дерев, гойдалка, хвилі на воді і т д.)
ü Які основні характеристики коливального руху (за аналогією з обертальним рухом)?
Основними характеристиками коливального руху є період та частота коливань.
ü Що таке період коливань та як його визначити на практиці?
Час одного повного коливання називається періодом коливання. . Як позначається період коливань, його фізичний зміст та в яких одиницях він вимірюється?
Ф ізичний зміст – скільки часу триває одне повне коливання. Що таке частота коливань та як її визначити практично? Кількість коливань за одиницю часу називається частотою коливання.
Який фізичний зміст частоти коливань та в яких одиницях вона вимірюється?
Фізичний зміст – скільки повних коливань здійснюється за одну секунду.
Встановити взаємозв’язок між періодом та частотою коливань.
;
Що таке амплітуда коливань та від чого вона залежить?
Максимальне відхилення від положення рівноваги називається амплітудою.
Як позначається амплітуда коливань та в яких одиницях вимірюється?
Що таке маятник та чому в нього така назва?
Фізичний пристрій, що здійснює коливальні рухи, називається маятником.
Які види маятників існують? В чому їх подібність та відмінність?
ü Де ці види маятників зустрічаються в природі?
ü Яке застосування цих маятників в техніці?
ü Що таке математичний маятник?
ü Подати формулу періоду коливань математичного маятника.
, де L – довжина маятника (особливість маятника), і g – прискорення земного тяжіння (особливість гравітаційного поля Землі).
ü Що таке вільні та вимушені коливання?
ü В чому їхня суттєва відмінність?
ü Які коливання називаються затухаючими та незатухаючими?
ü Що є причиною затухання вільних коливань?
ü Назвіть приклади різних коливань в природі та в техніці.
Відповідно до цього плану дослідження учні самостійно (вчитель тільки спрямовує учнів в потрібному руслі), використовуючи наявне у них обладнання та підручники, досліджують коливальний рух. Формули, які вони вивчили на уроці, учні записують на спеціальній частині дошки – довіднику.
VІ. Рефлексія знань
Учні біля дошки розв’язують задачі.
1) Серце одне з найбільш досконалих коливальних систем. У різних тварин воно скорочується по-різному. У кита, наприклад, 7 скорочень за 1 хвилину, а у синички – 1200 скорочень за той же час. Порівняйте частоту пульсу кита та синички.
Розв’язування.
Дано: СІ ; ;
t = 1 хв.; 60 с
Nк = 7; Відповідь: частота пульсу синички 20 Гц, а
Nc =1200 кита – 0,12 Гц; серце синички скорочується
в 167 разів швидше, ніж у кита. \
νк -? νс -?
2) Тягарець, що коливається на пружині, за 8 с здійснив 32 коливання. Визначити період та частоту коливань.
Розв’язування.
Дано: ;
t = 8 с;
N = 32 Відповідь: 250 мс; 4 Гц.
T -? ν -?
3) Частота коливань крилець комара 600 Гц, а період коливань джмеля 5 мс. Яка к комах і на скільки більше здійснить помахів крильцями за 1 хв. польоту?
Розв’язування.
Дано: СІ ;
t = 1 хв.; 60 с ;
νк = 600 Гц;
Tдж = 5 мс 0,05 с
Nк -? Nдж -?
N -?
Відповідь: комар здійснить за 1 хв. 36.000 коливань, що на 24.000 коливань більше, ніж їх здійснить джміль за цей же час.
4) Амплітуда коливань маятника становить 2 см. Який шлях проходить тіло за три періоди коливання?
Розв’язування.
Дано: СІ
А = 2 см; 0,02 м Одне повне коливання маятника – це 4 коливання за один період.
N = 3; Маятник здійснив Nк коливань. Отже, отримуємо формулу для обчислень:
. Підставляємо числові дані задачі і обчислюємо:
-? . Відповідь: 0,24 м
5) Амплітуда незатухаючих коливань точки струни 1 мм, а частота 1 кГц. Який шлях пройде точка за 0,2 с?
Розв’язування.
Дано: СІ
А = 1 мм; 0,001 м За одне повне коливання точка струни пройде шлях
ν = 1 кГц; 1000 Гц L1=4А. Знайдемо кількість коливань за визначений час: ; .
t=0,2 с Отже, шуканий час дорівнює:
-?
.
Перевіряємо одиниці вимірювань:
.
Обчислюємо:
Відповідь: 0,8 м.
VІІ. Підсумок уроку
Інтерактивна вправа «Мої очікування»
Учитель відкриває крила дошки. Учні діляться враженнями, чи справдились їх очікування.
VІІІ. Домашнє завдання:
1. § 9