Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Открытый урок на тему "Механические колебания"

Открытый урок на тему "Механические колебания"

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:


Министерство образования Иркутской области

hello_html_m200d4ed5.jpg

ГБПОУ ИО «Иркутский авиационный техникум»













МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого урока по физике на тему

" Механические колебания"















Выполнил: преподаватель физики

Пыляева Нина Владимировна



­­




Иркутск 2015 г.


Тема урока: «Механические колебания»

Цели урока:

1. Образовательная: ввести понятие механических колебаний, рассмотреть колебания на примере математического и пружинного маятников.

2. Воспитательная: воспитание мировоззренческого понятия (причинно – следственных связей в окружающем мире)

3. Развивающая: развитие самостоятельности мышления и интеллекта, развитие умения анализировать, обобщать, делать выводы, развитие логического мышления, грамотной устной речи, содержащей физическую терминологию.

Задачи урока:

  • оценить усвоение основных понятий темы;

  • проверить умение применять теорию для объяснения физических явлений;

  • продолжить формирование элементов творческой деятельности.

Тип урока: урок изучения нового материала.
Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная.

Техническая поддержка урока:

  • «Методическая копилка» преподавателя, план-конспект урока, мультимедийный проектор, маятники математический на нити; маятник пружинный, грузики, штативы.

  • Презентации к уроку «Механические колебания».

  • Закрепление изученного материала: контрольный лист обучающегося.

Демонстрации:

1. Маятник математический на длинной и укороченной нити;

2. Маятник пружинный с разными пружинами и грузиками.

3. Другие колебательные системы.

4. Показ слайдов с помощью информационно – компьютерных технологий.



План изучения новой темы:

Организационный этап (1мин)

1. Актуализация знаний. Повторение изученного ранее материала по теме.

Мотивация (3мин)

2. Новый материал. Колебания. Колебательная система.

Виды колебательных систем (3мин)

3. Основное свойство колебательных систем (2мин)

4. Свободные колебания - затухающие колебания. Смещение. Амплитуда.(5мин)

5. Изучение механических колебаний на примере колебаний математического и пружинного маятников. (5мин)

6. Условия колебаний (2мин)

7. Гармонические колебания (2мин)

8. Основные характеристики колебательного движения (5мин)

9. Закрепление (Повторение и контроль изученного материала:

презентация «Колебания» , контрольный лист обучающегося) (15мин)

10. Подведение итогов. Рефлексия. (1мин)

11. Домашнее задание. (1мин)



Ход урока

Организационный этап (1мин)



1. Актуализация знаний. Повторение изученного ранее материала по теме. Мотивация (3мин)

Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся



А

К

Т

У

А

Л

И

З

А

Ц

И

Я


А

К

Т

У

А

Л

И

З

А

Ц

И

Я


Беседа с учащимися, сопровождающаяся демонстрацией слайдов:

-Что происходит сегодня в мире, в котором мы живем?

Вокруг нас происходят различные процессы и явления, которые имеют особенность повторяться чрез определенные промежутки времени.

-Как называется свойство явлений повторяться через определенные промежутки времени?

-Какой периодический процесс мы изучаем на уроках физики?




Колебания – это один из самых распространенный процессов в природе. Давайте вспомним, в каких ситуациях мы употребляем данное понятие:

  • Природа



  • Человек







  • Бизнес








  • Физика



Ответы учащихся:

  • Экономический кризис

  • Скачки температуры (плюсовая температура в декабре)

  • Подготовка к праздникам, каникулам



Периодичность


Колебания







Землетрясение, приливы и отливы, насекомое машет крыльями и др.


Биение сердца, колебание голосовых связок, сокращение мышц, хлопанье ресницами, колебание настроения и др.




Колебание курса валют, акций , мировых цен на никель







Свет, звук, переменный ток – это колебательные процессы.


М

О

Т

И

В

А

Ц

И

Я


Мы живем в мире колебаний!

Несмотря на такое разнообразие, все они имеют много общего: колебания разной природы описываются аналогичными величинами, есть общие законы, которые мы используем для характеристики разных колебаний. Специальный раздел физики «Теория колебаний» занимается изучением закономерностей этих явлений.

Разобравшись с этим видом колебаний, легче будет понять колебания другой природы.

В мире колебаний.


2. Колебания. Колебательная система. Виды колебательных систем

( 6 слайд) Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.

По способу возбуждения и характеру физических процессов выделяют:

Свободные колебания- колебания, возникающие в системе благодаря начальному запасу энергии под действием внутренних сил.

Вынужденные колебания- колебания, совершаемые телами под действием внешних периодически изменяющихся сил.

Колебательная система – система тел, способных совершать колебательные движения. Пример: маятник.

Маятник – твердое тело, подвешенное на нити или на пружине, или закрепленное на оси, совершающее колебание под действием силы тяжести.

Виды маятников

(7 слайд) I. Математический маятник- это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящаяся в поле тяжести Земли. l >> r mгр.>> mнити Колебательная система – опора, тело, нить, Земля.

(8 слайд) II. Пружинный маятник- тело, подвешенное на пружине и совершающее колебания вдоль вертикальной оси под действием силы упругости пружины. Колебательная система - опора, тело, пружина, Земля.

(9 слайд) 3. Основное свойство колебательных систем

Основное свойство колебательных систем – наличие положения устойчивого равновесия.

(10 слайд) Х [м] – смещение, А=Х max – амплитуда- если тело выведено на максимальную длину от положения равновесия.

(11 слайд) 4. Свободные колебания – это затухающие колебания.

При всем этом движении на связанное с нитью или пружиной тело действуют силы трения о воздух (сопротивления). Поэтому свободные колебания – это затухающие колебания.

(13 слайд) 6. Условия колебаний

  • При выведении тела из положения равновесия в системе должна возникнуть сила, стремящаяся вернуть его в положение равновесия.

  • Силы трения в системе должны быть достаточно малы.

(14 слайд) 7. Гармонические колебания – колебания, происходящие под действием силы пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно смещению (или периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса).

(15 слайд) 8. Основные характеристики колебательного движения

1. Период - время одного полного колебания. За период тело проходит расстояние, равное 4-м амплитудам.

2. частота – число колебаний за 1 секунду. (1 Гц. ) – период и линейная частота - взаимообратные величины.

3. Циклическая или круговая частота – число колебаний за 2π секунд.

4. Х [м]смещение точки от положения равновесия в данный момент времени. 5. А=Хmax [м]амплитуда – модуль максимального смещения тела от положения равновесия.

6. Фаза физическая величина, описывающая состояние колебательной системы в данный момент времени.величина, стоящая под знаком синуса или косинуса.

(16 слайд) Основные формулы.


9. Повторение и контроль изученного материала:


Презентация для выполнения заданий «Колебания».

hello_html_m521fdd0a.png

1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ:

1. ЧТО ВЕСЬ ВЕК КОЛОТИТ

НИЧЕГО НЕ ПОРТИТ?

(маятник)


  • Какие маятники вы знаете? (математический и пружинный)

  • Как изменится период колебания маятника, если массу груза увеличить до 4 кг? (не изменится).

2. Медики и психологи отмечают в организме человека и природе существование целого ряда периодических изменений – ритмов. Если ваша деятельность и распорядок жизни плохо согласуются с этими ритмами, то возможны нервные расстройства, депрессия…

  • Что называется колебательным движением? (периодически повторяющееся движение.)

  • Что называется гармоническими колебаниями? (Колебания, подчиняющиеся законам sin или cos.)


3. … Бунтует вихорь в поле чистом,
И на краю седых небес
Качает обнаженный лес…
(А.С.Пушкин. «Руслан и Людмила»)

  • Какой вид движения описывает поэт в данном отрывке?

(поэт описал колебательное движение)

  • Можно ли движение леса считать вынужденными колебаниями?

(колебания леса можно считать вынужденными, так как на лес действует вынуждающая сила ветра.)



4. Конь бежит, земля трясется.
Конь бежит, земля дрожит.

  • Объясните это явление.(при беге коня возникает колебательное движение поверхности земли, то есть конь является источником колебаний.)







2. ФОРМУЛЫ:


hello_html_m32bacc32.pnghello_html_70c86c4a.pnghello_html_m463eb62c.png


hello_html_m1895ea9e.pnghello_html_4391a826.pnghello_html_3c8d034.png

hello_html_22bc7d4b.pnghello_html_7546bb5c.pnghello_html_e604a3b.png


  1. Кhello_html_e604a3b.pngакая формула выражает закон движения для математического маятника? hello_html_3c8d034.png

  2. Какая из формул является основной для пружинного маятника?

  3. Какая формула выражает смысл частоты? hello_html_m32bacc32.png




3.ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ:

1.Определите период, частоту и амплитуду колебания.

hello_html_m1bde2faf.pnghello_html_74995494.png


рис.1 А= 5 м, Т= 0,4 с, υ= 2,5 Гц.

рис.2 А= 4 м, Т= 4 с, υ= 0,25 Гц.







4. ПРАКТИКУМ:

показывается эксперимент (только первая часть).

Преподаватель сам комментирует фрагмент. Задает вопрос.



Зависит ли период колебания математического маятника от массы тела? От длины нити?

(От массы не зависит, от длины - изменяется.)

Практическая работа:

Используя секундомер, определите частоту колебаний вашего сердца в нормальном состоянии, а затем после 10 приседаний.


5hello_html_m232fde55.gif. Кто больше?




Колебательное движение тела описывается данной формулой. Установите как можно больше физических величин, характеризующих это колебание.

1. А=20 – амплитуда колебаний;

2. ω= 2 – циклическая частота колебаний;

3. φ = 2t+ hello_html_m2f245c67.gif - фаза колебаний;

4. φо=hello_html_m2f245c67.gif - начальная фаза колебаний;

5. hello_html_m46974ce9.gif- частота колебаний;

6. hello_html_135eb34c.gif - период колебаний;

7. hello_html_337a1379.gif - закон изменения скорости;

8. hello_html_695479a5.gif= 40 – амплитуда скорости;

9. hello_html_m3320d716.gif- закон изменения ускорения;

10. hello_html_67e27898.gif- амплитуда ускорения;

11. скорость гармонически колеблющегося тела меняется гармонически, но по фазе изменение скорости сдвинуто относительно изменения координаты на hello_html_m2f245c67.gif;

12. ускорение сдвинуто по фазе относительно скорости на hello_html_m2f245c67.gif;

13. hello_html_m5afde570.gif- длина маятника(если речь идет о математическом маятнике).

6. Определите период колебаний пружинного и математического маятников. Для выполнения работы необходим секундомер.

hello_html_m521fdd0a.pnghello_html_m29a0628e.png


Измерьте время пяти полных колебаний и вычислите период колебаний для двух маятников.

Выполнение работы:

hello_html_m2ba6d833.gif пружинный маятник: t = 19c, n=5, Т= 3,8с.

математический маятник: t = 17c, n=5, Т=3,4с.


10. Подведение итогов урока. Рефлексия (2 мин).

Рефлексия – из трех предложенных стихов выбери одно, характеризующее твоё состояние на конец урока.

1.Искрятся глаза,
Смеется душа,
И ум мой поет:
«К знаниям вперед»!

2. Не весел я сегодня,
В тишине взгрустнулось мне,
И о законе сохраненья
Все промчалось вдалеке..

3. Вспоминая все познания свои,
И физики мир постигая,
Я благодарен матушке судьбе,
Что колебания в мире есть и нам их всех не счесть!


11. Домашнее задание (2 мин).

Домашнее задание: § 18-22, упр. 3, задача (1, 2).

Задачник Рымкевича - № 411- в тетради.

Дополнительно на оценку: составление и решение двух задач с использованием определения периода колебаний и полной механической энергии колебательной системы.

Приложение 1. Конспект урока по теме: «Механические колебания»

Цели урока:

1. Образовательная: ввести понятие механических колебаний, рассмотреть колебания на примере математического и пружинного маятников.

2. Воспитательная: воспитание мировоззренческого понятия (причинно – следственных связей в окружающем мире)

3. Развивающая: развитие самостоятельности мышления и интеллекта, развитие умения анализировать, обобщать, делать выводы, развитие логического мышления, грамотной устной речи, содержащей физическую терминологию.

Задачи урока:

  • оценить усвоение основных понятий темы;

  • проверить умение применять теорию для объяснения физических явлений;

  • продолжить формирование элементов творческой деятельности.

Тип урока: урок изучения нового материала.
Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная.

Техническая поддержка урока:

  • «Методическая копилка» преподавателя, план-конспект урока, мультимедийный проектор, маятники математический на нити; маятник пружинный, грузики, штативы.

  • Презентации к уроку «Механические колебания».

  • Закрепление изученного материала: контрольный лист обучающегося.

Демонстрации:

1. Маятник математический на длинной и укороченной нити;

2. Маятник пружинный с разными пружинами и грузиками.

3. Другие колебательные системы.

4. Показ слайдов с помощью информационно – компьютерных технологий.

План изучения новой темы:

Организационный этап (1мин)

1. Актуализация знаний. Повторение изученного ранее материала по теме.

Мотивация (3мин)

2. Новый материал. Колебания. Колебательная система.

Виды колебательных систем (3мин)

3. Основное свойство колебательных систем (2мин)

4. Свободные колебания - затухающие колебания. Смещение. Амплитуда.(5мин)

5. Изучение механических колебаний на примере колебаний математического и пружинного маятников. (5мин)

6. Условия колебаний (2мин)

7. Гармонические колебания (2мин)

8. Основные характеристики колебательного движения (5мин)

9. Закрепление (Повторение и контроль изученного материала:

презентация «Колебания» , контрольный лист обучающегося) (15мин)

10. Подведение итогов. Рефлексия. (1мин)

11. Домашнее задание. (1мин)

11. Домашнее задание (2 мин).

Домашнее задание: § 18-22, упр. 3, задача (1, 2).

Задачник Рымкевича - № 411- в тетради.

Приложение 2. Контрольный лист учета ответов.

  1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ:


  • Маятник-____________________________________________________

____________________________________________________________

  • Колебательное движение-______________________________________

_____________________________________________________________

  • Гармонические колебания-_____________________________________

_____________________________________________________________

  • Вынужденные колебания-______________________________________

_____________________________________________________________

  1. ФОРМУЛЫ:


1 Какая формула выражает закон движения

для математического маятника? -


2.Какая из формул является основной для пружинного маятника?-


3. Какая формула выражает смысл частоты? -


3. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ:


Определите период, частоту и амплитуду колебания по рисункам - графикам:

hello_html_m1bde2faf.pnghello_html_74995494.pngРис 2

Рис 1


Рис.1____________________________________________


Рис.2____________________________________________


4.ПРАКТИКУМ:

  • Зависит ли период колебания математического маятника от массы тела? От длины нити?

Ответ:

  • Оhello_html_m232fde55.gifпределите частоту колебаний (мин-1) вашего сердца в нормальном состоянии, а затем после 10 приседаний.

Ответ:

5. КТО БОЛЬШЕ (знает величин в формуле)?-

Ответ:



6. Определите период колебаний пружинного маятника.

Время пяти полных колебаний маятника t=0,4 мин. Вычислите период колебаний для маятника.

Дhello_html_m6164d291.gifано: Решение:


hello_html_177dd48f.gif

Найти: Ответ:

Используемая литература.

  1. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев., Н.Н.Сотский. Физика – 11кл. М.: Дрофа, 2010. —361 с.

  2. А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике для 10-11 классов, М: Дрофа, 2010г.

  3. М.М. Балашов, А.И. Гомонова, А.Б. Долицкий и др.; Под ред. Г.Я. Мякишева.Физика: Механика. 10 кл.: Учеб. для углубленного изучения физики — М.: Дрофа, 2008. — 496 с

  4. http://festival.1september.ru/articles/614346/


Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Автор
Дата добавления 07.11.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров624
Номер материала ДВ-130731
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх