Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Урок, конспект, презентация "Колебания"

Урок, конспект, презентация "Колебания"



Осталось всего 2 дня приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Физика

Название документа Колеб.docx

Поделитесь материалом с коллегами:





Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 8

с углублённым изучением отдельных предметов

г. Назарове Красноярского края»

662200 Красноярский край, г. Назарово,

ул. Карла Маркса,46А

тел.: 5-11-56, 5-02-42, 5-06-00, 3-15-07

E-mail: school8zavuch@,mail.ru





Методическая разработка
урока физики в 11 классе с использованием ИКТ.

Автор: Воросова Ольга Владимировна,
учитель физики высшей категории

МАОУ «Средняя общеобразовательная школа № 8

с углубленным изучением отдельных предметов

г. Назарово Красноярского края»





















г. Назарово.


2013 год.





Тема урока: «Гармонические колебания».

(обобщающий урок в разделе «Электромагнитные колебания»)

Тип урока: Интегрированный урок повторения и закрепления полученных знаний по теме: «Гармонические колебания»

Технологии: фронтальный опрос, индивидуальная работа, работа в команде, объяснение, здоровьесберегающие технологии.

Методы: беседа, самостоятельная работа, аналитический метод, метод самоконтроля.

Приемы: использование ИКТ (для более продуктивной работы, концентрации внимания учащихся), игра (для разрядки, позитивного настроя на дальнейшую работу).

Цель урока: Освоение учащимися знаний о гармонических колебаний на основе межпредметных связей естественно-научного и математического циклов предметов.

Задачи урока:

  • Формирование исследовательского умения через извлечение информации из графика и уравнений зависимостей координаты, скорости и ускорения от времени.

  • Способствовать развитию умения анализировать, обобщать, делать выводы, развитию логического мышления;

  • Продолжить формирование научного мировоззрения, способности к организации индивидуальной и коллективной учебной работы.

Дидактические материалы и средства обучения: презентация к уроку, компьютер, проектор и экран, карточки с заданиями для игры "Один за всех и все за одного" и карточки для выполнения практического и домашнего задания-исследования.

Подготовка к уроку:

На предыдущем уроки физики "Свободные механические колебания" были даны определения колебательного процесса, амплитуды, периода, частоты и циклической частоты, фазы колебаний, рассмотрены основные колебательные системы. На дом было задано выучить эти определения, так как они лежат в основе материала урока "Гармонические колебания".

Накануне урока учитель математики провел урок, на котором были повторены формулы нахождения производных основных функций, физический смысл производной, построение косинусоиды и синусоиды, формулы приведения.

Этапы урока:

1. Организационные моменты (приветствие, мотивация, целеполагание)

2. Актуализация опорных знаний и их коррекция.

3. Формирование знаний и умений.

4. Закрепление знаний в форме игры.

5. Формирование знаний и умений.

6. Подведение итогов урока.

7. Домашнее задание.



Ход урока

1. Организационные моменты (приветствие, мотивация, целеполагание)

Учитель напоминает о том, что на прошлом уроке были сформулированы основные определения по теме "Механические колебания", но не было аналитического и графического описания колебательного процесса. Поэтому формулируется цель урока: научиться получать уравнения зависимости проекций скорости и ускорения на ось Ох от времени и строить графики полученных функций.

Учитель обращает внимание на то, что каждый правильный ответ отмечается баллом, который будет учитываться при выставлении оценок за работу на уроке.

Рисунок 1hello_html_1f1d56d2.gifhello_html_11fed4a2.jpg



2. Актуализация опорных знаний и их коррекция.

Учитель задает вопрос: "Что называется колебаниями?" После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Учитель дает задание: "Приведите примеры колебательных процессов" и дает возможность высказаться разным учащимся. Затем на экране появляются несколько примеров колебательных система.

Рисунок 2

hello_html_m26414184.jpg

Учитель задает вопрос: "Что называется амплитудой колебаний?" После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Учитель дает задание: "Определите амплитуду колебаний по графику зависимости координаты от времени". После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Рисунок 3

hello_html_2d97de9e.jpg












Учитель задает вопрос: "Что называется периодом колебаний?" После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Учитель дает задание: "Определите период колебаний по графику зависимости координаты от времени". После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ











Рисунок 4hello_html_m32a92cf1.jpg


Учитель задает вопрос: "Что называется частой колебаний?" После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Учитель дает задание: "Определите частоту колебаний по графику зависимости координаты от времени". После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Рисунок 5

hello_html_m248349dc.jpg

Учитель задает вопрос: "Что называется циклической частой колебаний?" После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Учитель дает задание: "Определите циклическую частоту колебаний по графику зависимости координаты от времени". После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Рисунок 6

hello_html_m34aee17e.jpg

Учитель дает задание: "Определите начальные фазы колебаний для каждого из четырех рисунков". После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

Рисунок 7

hello_html_341a65b2.jpg

3. Формирование знаний и умений.

Учитель

  • формулирует определение гармонических колебаний;

  • напоминает, что в природе не существует таких свободных колебаний;

  • уточняет, что в тех случаях, когда трение мало, свободные колебания можно считать гармоническими;

  • показывает уравнение гармонических колебаний;

Рисунок 8

hello_html_m44e796dd.jpg

4. Закрепление знаний в форме игры

Учащимся, сидящим за первой партой, выдается карточка с пустыми окошками для записи ответов. Каждый учащийся пишет ответ в первое окошко и передает карточку на вторую парту ученику, сидящему за ним. Учащийся, сидящий за второй партой, пишет ответ во второе окошко и передает карточку дальше и т.д. Если учащихся в ряду меньше шести человек, то ученик с первой парты переходит в конец ряда и пишет ответ в нужное окошко.

Карточки для учащихся находятся в приложении к уроку(Приложение 1).

Рисунок 9


Тем учащимся, которые первые заканчивают заполнение карточки, дается дополнительный балл.

Рисунок 10

hello_html_m44e796dd.jpg

5. Формирование знаний и умений.

Учитель на доске показывает, как найти производную х(t) и получает уравнение зависимости проекции скорости на ось ОХ от времени.

Один из учащихся выходит к доске, находит производную vх(t), тем самым получает уравнение зависимости проекции ускорения на ось ОХ от времен.

hello_html_m49bb11df.gif


6. Подведение итогов урока.

Учитель проводит анализ каждого из графиков (периоды, частота и циклическая частота колебаний одинаковые, амплитуда скорости hello_html_7ddba687.gif, амплитуда ускорения hello_html_m79ea4952.gif, график скорости сдвинут на hello_html_m1e60306d.gif/2 относительно графика координаты, график ускорения сдвинут на hello_html_m1e60306d.gif/2 относительно графика скорости и на hello_html_m1e60306d.gifотносительно графика координаты.

Проводится аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.

Рисунок 11

hello_html_3d3bf93d.jpg

7. Домашнее задание.

Выдается домашнее задание - исследование графика зависимости координаты от времени (у каждого ученика свой график) и даются пояснения по его выполнению.

Задание представлено в приложении к уроку (Приложение 3)




Приложение 1


T=

ν=

ω=

Хmax =

φ0 =

Х=


T=

ν=

ω=

qmax =

φ0 =

q=




T=4 с

T=4 с

ν=0.25 Гц

ν=0.25 Гц

ω=0.5π рад/с

ω=0.5π рад/с

Хmax =10 см

qmax =10 см

φ0 = 3π/2 рад

φ0 = 3π/2 рад

Х=0,1соs(0,5πt+3π/2)


q=0,1соs(0,5πt+3π/2)





Приложение 2

ОТЧЕТ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ механических КОЛЕБАНИЙ


Учащегося 11 класса ________________________________________________________

Амплитуда колебаний хmax=_______________

Период колебаний Т =___________________

Частота колебаний ν = ___________________

Циклическая частота ω =_________________

ω =____________________________________

Начальная фаза колебаний φ0 =____________

Уравнение зависимости координаты от времени х(t)=___________________________

hello_html_64f099d7.jpg

Уравнение зависимости проекции скорости на ось ОХ от времени νх(t)=_______________

_______________________________________

Амплитуда скорости νmax=__________________________________

Период колебаний скорости Т =____________

  1. Частота колебаний скорости ν = ___________

Циклическая частота ω =__________________

  1. Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m3697b159.jpg

Уравнение зависимости проекции ускорения на ось ОХ от времени ах(t)=_______________

_______________________________________

Амплитуда ускорения аmax=_______________

_______________________________________

Период колебаний ускорения Т =___________

  1. Частота колебаний ускорения ν = __________

Циклическая частота ω =__________________

Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m3697b159.jpg

Закон сохранения энергии в колебательном процессе:___________________________________________________________________________________________________________________________


График зависимости _______сдвинут на _______ относительно_____________

График зависимости ______сдвинут на ________относительно_____________

Период, частота и циклическая частота ___________________________________


Оценка по физике: Оценка по алгебре:



Приложение 2

ОТЧЕТ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ электромагнитных КОЛЕБАНИЙ


Учащегося 11 класса ________________________________________________________

Амплитуда колебаний qmax=_______________

Период колебаний Т =___________________

Частота колебаний ν = ___________________

Циклическая частота ω =_________________

ω =____________________________________

Начальная фаза колебаний φ0 =____________

Уравнение зависимости заряда от времени q(t)=___________________________

  1. q(t)=___________________________________


hello_html_64f099d7.jpg

Уравнение зависимости силы тока от времени i(t)=___________________________________________________________________________ Амплитуда силы тока Imax=__________________________________

_______________________________________

Период колебаний силы тока Т =__________

Частота колебаний силы тока ν =___________

Циклическая частота ω =__________________

  1. Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m3697b159.jpg

Уравнение зависимости ЭДС индукции от времени е(t)=______________________________________________________

Амплитуда ЭДС индукции Еmax=__________________________________

Период колебаний Т =___________

  1. Частота колебаний ν = __________

Циклическая частота ω =__________________

Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m3697b159.jpg

Закон сохранения энергии в колебательном процессе:___________________________________________________________________________________________________________________________

График зависимости _______сдвинут на _______ относительно_____________

График зависимости ______сдвинут на ________относительно_____________

Период, частота и циклическая частота ___________________________________


Оценка по физике: Оценка по алгебре:



Домашнее задание  Приложение 3.



Вариант 1.



Сила тока в колебательном контур, содержащем катушку индуктивности 10мГц, меняется по закону: . Найдите:

  1. Im – амплитудное значение силы тока;

  2. Период, частоту и циклическую частоту колебаний;

  3. Амплитудное значение заряда и напряженности на конденсаторе;

  4. Емкость конденсатора.

  5. Напишите уравнение зависимости заряда и напряжения на обкладках конденсатора от времени: q = q (t), u = u (t)



Вариант 2.



Заряд на обкладках конденсатора колебательного контура меняется по закону

q=2*10-6cos(104 Пt) Кл. Найдите амплитуду колебаний заряда qm; период и частоту колебаний. Запишите уравнение зависимости напряжения на конденсаторе от времени и силы тока в контуре от времени u= u(t), i= i(t).



Вариант 3.



  1. Определите амплитудное значение силы тока и циклическую частоту i=0,25sin50Пt

  2. Сила тока изменяется по закону: i=0,5sin10Пt. Определить линейную ٧ частоту колебаний.

  3. Как изменится период колебаний в идеальном колебательном контуре, если емкость конденсатора уменьшится в 9 раз?



Вариант 4.



  1. Определите амплитудное значение электрического заряда и циклическую частоту

q=2*10-6cos(500 Пt)

  1. Напряжение на конденсаторе в колебательном контуре изменяется по закону: u=20cos105Пt. Определите период колебаний.

  2. Как изменится циклическая частота, если в колебательном контуре заменят конденсатор на другой меньшей в 36 раз емкостью?




Название документа Колебания .ppt

Гармонические колебания Колебательные системы
Давайте вспомним Колебания – … процесс, который частично или полностью повтор...
Давайте вспомним Амплитуда- … максимальное значение меняющейся величины. Хmax...
Давайте вспомним Период- … время, за которое тело совершает одно полное колеб...
Давайте вспомним Частота- … число полных колебаний, совершенных за единицу вр...
Давайте вспомним Циклическая частота - … физическая величина, численно равная...
Давайте вспомним Начальная фаза φ0=0 Начальная фаза φ0=π/2 Начальная фаза φ0=...
Уравнение гармонических колебаний Гармонические колебания – это колебания, пр...
Игра «Один за всех и все за одного»
выполнить задания по карточкам
Сравнительная таблица Механика		Электродинамика Смещение (координата) Х Уравн...
Проверка: Механика		Электродинамика Смещение (координата) Х Уравнение зависим...
 График v(t). 	График i(t). График a(t). 	График е(t).
Проверка: Механика		Электродинамика Закон сохранения энергии в колебательном...
Использованные материалы При создании презентации использовались иллюстрации...
1 из 15

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Гармонические колебания Колебательные системы
Описание слайда:

Гармонические колебания Колебательные системы

№ слайда 2 Давайте вспомним Колебания – … процесс, который частично или полностью повтор
Описание слайда:

Давайте вспомним Колебания – … процесс, который частично или полностью повторяется через некоторый промежуток времени. Например, …

№ слайда 3 Давайте вспомним Амплитуда- … максимальное значение меняющейся величины. Хmax
Описание слайда:

Давайте вспомним Амплитуда- … максимальное значение меняющейся величины. Хmax=0,2 см qmax=10 Кл

№ слайда 4 Давайте вспомним Период- … время, за которое тело совершает одно полное колеб
Описание слайда:

Давайте вспомним Период- … время, за которое тело совершает одно полное колебание. Т = 4·10-3 с

№ слайда 5 Давайте вспомним Частота- … число полных колебаний, совершенных за единицу вр
Описание слайда:

Давайте вспомним Частота- … число полных колебаний, совершенных за единицу времени. 1 ν= =250 Гц 4·10-3с

№ слайда 6 Давайте вспомним Циклическая частота - … физическая величина, численно равная
Описание слайда:

Давайте вспомним Циклическая частота - … физическая величина, численно равная числу колебаний за 2π секунд ω=2π250=500π рад/с

№ слайда 7 Давайте вспомним Начальная фаза φ0=0 Начальная фаза φ0=π/2 Начальная фаза φ0=
Описание слайда:

Давайте вспомним Начальная фаза φ0=0 Начальная фаза φ0=π/2 Начальная фаза φ0=π Начальная фаза φ0=3π/2

№ слайда 8 Уравнение гармонических колебаний Гармонические колебания – это колебания, пр
Описание слайда:

Уравнение гармонических колебаний Гармонические колебания – это колебания, происходящие по закону синуса или косинуса φ = ωt +  φ0 – фаза колебаний в данный момент времени ω – циклическая частота ω=2πν φ0 – начальная фаза колебаний Xm – амплитуда колебаний qm – амплитуда колебаний x = xm cos (ωt + φ0) q = qm cos (ωt + φ0)

№ слайда 9 Игра «Один за всех и все за одного»
Описание слайда:

Игра «Один за всех и все за одного»

№ слайда 10 выполнить задания по карточкам
Описание слайда:

выполнить задания по карточкам

№ слайда 11 Сравнительная таблица Механика		Электродинамика Смещение (координата) Х Уравн
Описание слайда:

Сравнительная таблица Механика Электродинамика Смещение (координата) Х Уравнение зависимости х(t). Электрический заряд q Уравнение зависимости q(t). Скорость V Уравнение зависимости v(t). Мгновенное значение силы тока I Уравнение зависимости i(t). Ускорение a Уравнение зависимости a(t). Скорость изменения силы тока (ЭДС самоиндукции) Уравнение зависимости е(t). Период колебаний Пружинного маятника В колебательном контуре, формула Томсона Графики гармонических колебаний График х(t). График q(t). График v(t). График i(t). График a(t). График е(t). Закон сохранения энергии в колебательном процессе:

№ слайда 12 Проверка: Механика		Электродинамика Смещение (координата) Х Уравнение зависим
Описание слайда:

Проверка: Механика Электродинамика Смещение (координата) Х Уравнение зависимости х(t). Электрический заряд q Уравнение зависимости q(t). Скорость V=Х' Уравнение зависимости v(t). Мгновенное значение силы тока i=q', Уравнение зависимости i(t). Ускорение a=V'=Х'' Уравнение зависимости a(t). Скорость изменения силы тока (ЭДС самоиндукции) е=i'=q'' Уравнение зависимости е(t). Период колебаний Пружинного маятника В колебательном контуре, формула Томсона Графики гармонических колебаний График х(t). График q(t).

№ слайда 13  График v(t). 	График i(t). График a(t). 	График е(t).
Описание слайда:

График v(t). График i(t). График a(t). График е(t).

№ слайда 14 Проверка: Механика		Электродинамика Закон сохранения энергии в колебательном
Описание слайда:

Проверка: Механика Электродинамика Закон сохранения энергии в колебательном процессе: Закон сохранения энергии в колебательном процессе:

№ слайда 15 Использованные материалы При создании презентации использовались иллюстрации
Описание слайда:

Использованные материалы При создании презентации использовались иллюстрации «Механические колебательные системы» «Графики координаты x (t), скорости υ (t) и ускорения a (t) тела, совершающего гармонические колебания» (http://physics.ru/courses/op25part1/content/chapter2/section/paragraph1/theory.html )

Название документа Конспект колебания Воросова.doc

Поделитесь материалом с коллегами:





Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 8

с углублённым изучением отдельных предметов

г. Назарове Красноярского края»

662200 Красноярский край, г. Назарово,

ул. Карла Маркса,46А

тел.: 5-11-56, 5-02-42, 5-06-00, 3-15-07

E-mail: school8zavuch@,mail.ru





Методическая разработка
урока физики в 11 классе с использованием ИКТ.

Автор: Воросова Ольга Владимировна,
учитель физики высшей категории

МАОУ «Средняя общеобразовательная школа № 8

с углубленным изучением отдельных предметов

г. Назарово Красноярского края»





















г. Назарово.


2013 год.

Тема урока: «Гармонические колебания».

(обобщающий урок в разделе «Электромагнитные колебания»)

Тип урока: Интегрированный урок повторения и закрепления полученных знаний по теме: «Гармонические колебания»

Формы работы: фронтальный опрос, индивидуальная работа, работа в команде, объяснение.

Методы: беседа, самостоятельная работа, аналитический метод, метод самоконтроля.

Приемы: использование ИКТ (для более продуктивной работы, концентрации внимания учащихся), игра (для разрядки, позитивного настроя на дальнейшую работу).

Цель урока: закрепление учащимися знаний о гармонических колебаний на основе межпредметных связей естественно-научного и математического циклов предметов.

К концу урока учащиеся будут иметь представление о едином походе к решению задач на колебательные процессы, понимать, что все виды колебаний описываются одинаковыми законам. Уметь применять математические формулы(производная) к физическим процессам.

Задачи урока:

  • Создать условия для формирования исследовательского умения через извлечение информации из графика и уравнений зависимостей координаты, скорости и ускорения от времени.

  • Способствовать развитию умения анализировать, обобщать, делать выводы, развитию логического мышления;

  • Продолжить формирование научного мировоззрения, способности к организации индивидуальной и коллективной учебной работы.

Дидактические материалы и средства обучения: презентация к уроку, компьютер, проектор и экран, карточки с заданиями для игры "Один за всех и все за одного" и карточки для выполнения практического и домашнего задания-исследования.

Подготовка к уроку:

На предыдущих уроки физики "Свободные механические и электромагнитные колебания" были даны определения колебательного процесса, амплитуды, периода, частоты и циклической частоты, фазы колебаний, рассмотрены основные колебательные системы. На дом было задано выучить эти определения, так как они лежат в основе материала урока "Гармонические колебания".

Накануне урока учитель математики провел урок, на котором были повторены формулы нахождения производных основных функций, физический смысл производной, построение косинусоиды и синусоиды, формулы приведения.


Этапы урока:


Деятельность учителя

Деятельность учеников

Результат

Организационные моменты, приветствие, мотивация, целеполагание

Учитель напоминает о том, что на прошлом уроке были сформулированы основные определения по теме "Колебания", но не было аналитического и графического описания колебательного процесса.

-Что ещё необходимо сделать?

Поэтому формулируется цель урока: научиться получать уравнения зависимости меняющихся величин от времени и строить графики полученных функций.

Учитель обращает внимание на то, что каждый правильный ответ отмечается баллом, который будет учитываться при выставлении оценок за работу на уроке. Раздаёт листы с заданиями и баллами. (приложение 2)

Ученики настраиваются на работу, формулируют цель урока, готовят листы для самооценки. Закрепление знаний о гармонических колебаний.

Формулирование формул и законов, описывающих колебательные процессы. Уметь применять математические формулы (производная) к физическим процессам. Класс делится на 2 группы по 6 чел.


Настрой на работу, заинтересованность в конечном результате.

Актуализация опорных знаний и их коррекция

Учитель задает вопрос:

-"Что называется колебаниями?" После того, как один из учащихся отвечает, на экране появляется правильный ответ.

-"Приведите примеры колебательных процессов"

-Возможны ли в природе свободные колебания? дает возможность высказаться разным учащимся

-"Что называется амплитудой колебаний

- "Определите амплитуду колебаний по графику зависимости координаты от времени".

- "Что называется периодом колебаний?"

-"Определите период колебаний по графику зависимости координаты от времени".

-"Что называется частой колебаний?"

-"Определите частоту колебаний по графику зависимости координаты от времени".

-"Что называется циклической частой колебаний?"

-"Определите циклическую частоту колебаний по графику зависимости координаты от времени».

-"Определите начальные фазы колебаний для каждого из четырех рисунков, колебания происходят по закону косинуса". -«График какой функции изображен на рис?»

-«Что называется гармоническими колебаниями?» Записывают формулу гармонических колебаний

Отвечают на вопросы, ставят себе баллы за правильный ответ, идёт соревнование между командами.

Учащиеся понимают что такое колебания, их многообразие в природе и технике, вспоминают какими физическими величинами они характеризуются, отчего зависят эти величины, видят, что для различных видов колебаний используются одни и те же физические величины. Формулируют определение гармонических колебаний;

Понимают, что в природе не существует таких свободных колебаний;

Понимают, что в тех случаях, когда трение мало, свободные колебания можно считать гармоническими;

Получают уравнение гармонических колебаний;

Закрепление знаний и умений

Проводит игру «Один за всех и все за одного» Учащимся, сидящим за первой партой, выдается карточка с пустыми окошками для записи ответов. Тем команде, которая первой заканчивает заполнение карточки, дается дополнительный балл.

Каждый учащийся пишет ответ в первое окошко и передает карточку на вторую парту ученику, сидящему за ним. Учащийся, сидящий за второй партой, пишет ответ во второе окошко и передает карточку дальше и т.д. Если учащихся в ряду меньше шести человек, то ученик с первой парты переходит в конец ряда и пишет ответ в нужное окошко.

Карточки для учащихся находятся в приложении к уроку(Приложение 1).

Закрепляются полученные знания, обеспечивается включенность каждого учащегося в процесс.

Формирование знаний и умений.

Учитель на доске показывает, как найти производную х(t) и получает уравнение зависимости проекции скорости на ось ОХ от времени.

И то же самое делает для электромагнитных параметров.

Один из учащихся выходит к доске, находит производную vх(t), тем самым получает уравнение зависимости проекции ускорения на ось ОХ от времен. И то же самое делает для электромагнитных параметров.


Видна связь с математическими законами

Закрепление знаний и умений

Раздаёт карточки для индивидуальной работы. Чере5 мин группы обмениваются карточками (приложение 2)

Работают индивидуально и в группах

Каждый ученик включен в работу, формируется общее представление о колебательном процессе, понимание единства законов его описывающих, закрепление полученных знаний

Подведение итогов урока

Просит сделать вывод об увиденном и проделанном на уроке

Делают вывод, что все колебательные процессы описываются одинаковыми законами.

Возникает общая картина колебательных процессов, видно, что они подчиняются одинаковым законам

Домашнее задание.

Раздаёт каточки по вариантам (Приложение 3)

Забирают карточки

Получены индивидуальные задания





Приложение 1


q=









T=4 с

T=4 с

ν=0.25 Гц

ν=0.25 Гц

ω=0.5π рад/с

ω=0.5π рад/с

Хmax =10 см

qmax =10 Кл

φ0 = 3π/2 рад

φ0 = 3π/2 рад

Х=0,1соs(0,5πt+3π/2)


q=0,1соs(0,5πt+3π/2)



Приложение 2

ОТЧЕТ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ механических КОЛЕБАНИЙ


Учащегося 11 класса ________________________________________________________

Амплитуда колебаний хmax=_______________

Период колебаний Т =___________________

Частота колебаний ν = ___________________

Циклическая частота ω =_________________

ω =____________________________________

Начальная фаза колебаний φ0 =____________

Уравнение зависимости координаты от времени х(t)=___________________________

hello_html_m561ca6c3.jpg

Уравнение зависимости проекции скорости на ось ОХ от времени νх(t)=_______________

_______________________________________

Амплитуда скорости νmax=__________________________________

Период колебаний скорости Т =____________

  1. Частота колебаний скорости ν = ___________

Циклическая частота ω =__________________

  1. Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m561ca6c3.jpg

Уравнение зависимости проекции ускорения на ось ОХ от времени ах(t)=_______________

_______________________________________

Амплитуда ускорения аmax=_______________

_______________________________________

Период колебаний ускорения Т =___________

  1. Частота колебаний ускорения ν = __________

Циклическая частота ω =__________________

Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m561ca6c3.jpg

Закон сохранения энергии в колебательном процессе:___________________________________________________________________________________________________________________________


Оhello_html_m7600ec8f.gifhello_html_m7600ec8f.gifценка по физике: Оценка по алгебре:



Приложение 2

ОТЧЕТ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ электромагнитных КОЛЕБАНИЙ

Учащегося 11 класса ________________________________________________________

Амплитуда колебаний qmax=_______________

Период колебаний Т =___________________

Частота колебаний ν = ___________________

Циклическая частота ω =_________________

ω =____________________________________

Начальная фаза колебаний φ0 =____________

Уравнение зависимости заряда от времени q(t)=___________________________

  1. q(t)=___________________________________


hello_html_m561ca6c3.jpg

Уравнение зависимости силы тока от времени i(t)=___________________________________________________________________________ Амплитуда силы тока Imax=__________________________________

_______________________________________

Период колебаний силы тока Т =__________

Частота колебаний силы тока ν =___________

Циклическая частота ω =__________________

  1. Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m561ca6c3.jpg

Уравнение зависимости ЭДС индукции от времени е(t)=______________________________________________________

Амплитуда ЭДС индукции Еmax=__________________________________

Период колебаний Т =___________

  1. Частота колебаний ν = __________

Циклическая частота ω =__________________

Начальная фаза колебаний φ0______________


hello_html_m561ca6c3.jpg

Закон сохранения энергии в колебательном процессе:___________________________________________________________________________________________________________________________


Оценка по физике: Оценка по алгебре:



Домашнее задание  Приложение 3.



Вариант 1.



Сила тока в колебательном контур, содержащем катушку индуктивности 10мГц, меняется по закону: hello_html_m45e4e7de.gif. Найдите:

  1. Im – амплитудное значение силы тока;

  2. Период, частоту и циклическую частоту колебаний;

  3. Амплитудное значение заряда и напряженности на конденсаторе;

  4. Емкость конденсатора.

  5. Напишите уравнение зависимости заряда и напряжения на обкладках конденсатора от времени: q = q (t), u = u (t)



Домашнее задание

Вариант 2.



Заряд на обкладках конденсатора колебательного контура меняется по закону

q=2*10-6cos(104 Пt) Кл. Найдите амплитуду колебаний заряда qm; период и частоту колебаний. Запишите уравнение зависимости напряжения на конденсаторе от времени и силы тока в контуре от времени u= u(t), i= i(t).



Домашнее задание

Вариант 3.



  1. Определите амплитудное значение силы тока и циклическую частоту i=0,25sin50Пt

  2. Сила тока изменяется по закону: i=0,5sin10Пt. Определить линейную ٧ частоту колебаний.

  3. Как изменится период колебаний в идеальном колебательном контуре, если емкость конденсатора уменьшится в 9 раз?



Домашнее задание



Вариант 4.

  1. Определите амплитудное значение электрического заряда и циклическую частоту

q=2*10-6cos(500 Пt)

  1. Напряжение на конденсаторе в колебательном контуре изменяется по закону: u=20cos105Пt. Определите период колебаний.

  2. Как изменится циклическая частота, если в колебательном контуре заменят конденсатор на другой меньшей в 36 раз емкостью?


Название документа колебания.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Тип урока: диалоговая лекция с элементами поисковой деятельность (2 часа).

Тема: Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.

Цели урока:

Дидактическая – создать условия для усвоения нового материала, используя поисковый метод обучения и принцип цикличности познания;

Образовательная – показать универсальных характер теории колебаний;

Развивающая – развивать когнитивные процессы учащихся, основываясь на применении научного метода познания: аналогичности и моделировании;

Воспитательная – продолжить формирование представлений о взаимосвязи явлений природы и единой физической картине мира, учить находить и воспринимать прекрасное в природе, искусстве и учебной деятельности.

Оборудование:

для учителя -

  • метроном, пружинный и математический маятники;

  • ТV и видеоплеер;

  • компьютер.

для ученика -

  • лист с заготовкой опорного конспекта;

  • сборники задач под редакцией Г.Н. Степановой;

  • дифференцированные задания на карточках.

Домашнее задание: §27, 29, 30. Опорный конспект. №949–Рымкевич А.П.

Творческое задание:

Компьютерная анимация.(выполняется учеником).

hello_html_m682e8517.gif

Рис. 1

Придумайте механическую систему, которая была бы аналогична электрической цепи, состоящей из конденсатора с электроемкостью С, резистора с активным сопротивлением R и ключа К. На конденсаторе в hello_html_28b229aa.gifсосредоточен hello_html_m308ae024.gif,ключ замыкают в начальный момент времени.

Ход урока.

1. Введение.(Учитель).

Получить электрические магнитные колебания также легко, как и заставить колебаться математический или пружинный маятники, но наблюдать эти колебания без специальных устройств невозможно.

Демонстрации: 1) колебания мятников в механических системах.

2) фрагмент видеофильма “Электромагнитные колебания”.

В. Какие же величины могут периодически изменятся в электрических цепях?

Опр. 1. Периодические или почти периодические изменения hello_html_m780f7e2c.gif, и напряжения называются электромагнитными колебаниями.

В классической механике - это низкочастотные колебания.

В квантовой механике - это высокочастотные колебания.

Из вывода Максвелла следует, что в природе существует единое электромагнитное поле.

hello_html_m6d4cbd5f.gif

Рис. 2

Опр. 2. Одновременное периодическое изменение связанных между собой электрического и магнитного полей называется электромагнитными колебаниями.

Как и механические колебания, электромагнитные колебания могут быть:

- свободными (затухающими)
- вынужденными (незатухающими)

а) Свободные электромагнитные колебания возникают в колебательном контуре после однократного подведения энергии.

hello_html_1f1d56d2.gif

Рис. 3

Как всегда в любом разделе физики, мы стараемся изучить протекающие процессы на модели.

Рассмотрим электромагнитные колебания с точки зрения преобразования энергии в колебательном контуре.

Объяснение явления: На обкладках конденсатора сосредоточен электрический заряд, после того как колебательному контуру предоставляется самостоятельность, конденсатор разряжается через катушку индуктивности, в которой возникает электрический ток. В конденсаторе сосредоточено электрическое поле с энергией W, которая уменьшается по мере разрядки конденсатора, а в hello_html_m1246ad63.gif

hello_html_5cd758b5.gif

катушке возрастанию тока способствует увеличению магнитной энергии W.

Если контур реальный, то потери энергии электромагнитного поля неизбежны, т.к. частично энергия электромагнитного поля переходит во внутреннюю энергию проводников, диэлектрика, а также выделяется в виде джоулевого тепла на активной нагрузке (омическом сопротивлении R). В результате, в реальном контуре возникают свободные электромагнитные колебания, которые являются затухающими.

Вывод: (делают ученики) Свободные колебания, возникающие при разрядке конденсатора через катушку — затухающие электромагнитные колебания.

Демонстрация:

Затухающие электромагнитные колебания на экране осциллографа, где Up – напряжение развертки.

hello_html_m27f398ba.gif

Рис. 4

б) Вынужденные электромагнитные колебания - переменный электрический ток, являются незатухающими.

В Для того чтобы колебания были незатухающими, на колеблющееся тело должна действовать внешняя периодически изменяющаяся сила. Чем же будет являться внешняя сила для электрической цепи с незатухающими колебаниями? (Демонстрация колебаний метронома).

Опр. Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной Э.Д.С. от внешнего источника.

Отв.(ученик). Роль внешней силы выполняет Э.Д.С. от внешнего источника - генератора переменного тока, работающего на электростанции. Вынужденные колебания электромагнитные обеспечивают работу электрических двигателей в станках на заводах и фабриках, приводят в действие электробытовые приборы и осветительные системы. Действие внешней переменной Э.Д.С. способно восстанавливать потерю энергии, создавать и поддерживать незатухающие электромагнитные колебания.

2. В идеальном колебательном контуре (R=0) возникают свободные электромагнитные колебания hello_html_13803c68.gif, которые являются гармоническими.

В Дайте определение гармоническим колебаниям.

Отв (ученик). Гармонические колебания - это такие колебания, при которых физическая величина изменяется по закону Sin или Cos.

Воспользуемся аналогией между механическими и электромагнитными колебаниями и найдем зависимость от времени для электрических характеристик идеального колебательного контура.

Дополнительная справка (ученик)

Аналогия - один из методов научного познания, который широко применяется при изучении физики. В основе аналогии лежит сравнение. Если обнаруживается, что два или более объектов имеют сходные признаки, то делается вывод и о сходстве других признаков. Вывод по аналогии может быть как истинным, так и ложным, поэтому он требует экспериментальной проверки. (Г. Галилей – основоположник научного метода познания).

Для облегчения изучения электромагнитных колебаний удобно использовать электромеханические аналогии, поскольку теория колебаний имеет универсальный характер, т.е. колебательные и волновые процессы различной природы подчиняются общим закономерностям.

Сравнительная таблица

Величины

Механика

Электродинамика

Смещение (координата) Х

Электрический заряд q

Скорость

Мгновенное значение силы тока


Ускорение

Скорость изменения силы тока


Уравнения гармонических колебаний


- амплитудное значение


Основное уравнение свободных колебаний



Период колебаний

Пружинного маятника

В колебательном контуре

формула Томсона

4.



5. Графики гармонических колебаний

б) (-sin)




б)

hello_html_mda02991.png

hello_html_6e634dc0.png

в) (-cos)



в)

ЭДС самоиндукции

ism

hello_html_13e0e138.png

hello_html_mea3e49c.png



Примечание: Левая часть таблицы «Механические колебания» в опорном конспекте заполнена заранее. Правую часть таблицы «Электромагнитные колебания» заполняют учащиеся после комментариев учителя и в результате самостоятельного поиска. Затем проверяется оформленный материал.

Анализ графиков:(проводят ученики) колебания заряда, тока, эдс отличаются начальными фазами на .

Рассмотрим, колебания каких величин отстают, каких опережают?



Подведем итог: (обобщают ученики)

Колебательные процессы различной природы описываются одинаковыми по виду уравнениями и имеют тождественные графические интерпретации.

Академик Мандельштам отмечал: “Теория колебаний объединяет, обобщает различные области физики... Каждая из областей физики — оптика, механика, акустика — говорит на своем “национальном” языке. Но есть “интернациональный” язык, и это - язык теории колебаний... Изучая одну область, вы получаете тем самым интуицию и знания совсем в другой области”.

Анализ формулы Томсона.

hello_html_m5637221e.gif, где hello_html_m2480dd43.gif- сосредоточенные параметры колебательного контура идеального.

hello_html_m1c654888.gif если hello_html_m2a617bc1.gif, то hello_html_m36158d88.gif медленно hello_html_501144df.gif до 0, т.е. hello_html_2e08a4ca.gif период колебаний возрастает.

Если hello_html_78090a2a.gif , то hello_html_m36158d88.gif медленно hello_html_501144df.gif до hello_html_m122be1d6.gif т.к. мешает эдс самоиндукции, хотя hello_html_2e08a4ca.gif, но период колебаний укорачивается.

Чем больше С, тем больше времени необходимо для перезарядки конденсатора.

В реальном колебательном контуре происходят затухающие колебания, которые описываются экспоненциальным законом: hello_html_m4ee440db.gif.

hello_html_m461eb980.gif

Рис. 5

t - время релаксации, t hello_html_7967f7b8.gif - время, за которое амплитуда колебаний hello_html_501144df.gif в е раз.

hello_html_m75d512a0.gif - декремент hello_html_65edfcdd.gif - количественная характеристика быстроты затухания.

(Понятие декремента, времени релаксации и график затухающих колебаний - объясняют ученики)

Вывод: Свободные колебания тока, заряда, напряжения из-за энергических потерь не будут строго гармоническими.

В реальном колебательном контуре при малом R, колебания будут происходить с длительным периодом, а при большом R могут вообще не возникнуть, т.е. конденсатор разрядится через катушку, а перезарядки не последует.

3. Закрепление материала.

1266-Ст. (решает с комментариями ученик на доске).

hello_html_4dbc09db.gif

Стихотворение Н. Заболоцкого: (читает ученица).

Рожденный пустыней колеблется звук,
Колеблется синий на нитке паук,
Колеблется воздух, прозрачен и чист,
В сияющих звездах колеблется лист.

Я благодарю инициативную группу учащихся из научного общества “Фрактал”, которая помогала мне в подборе информации, подготовке и проведении урока.

4. Самостоятельная работа по карточкам.

Цель: Проверить глубину и осознанность восприятия изученного материала.

Уровень: Частично-поисковый.

Форма: Индивидуальная.

Дифференциация по уровню сложности: Вариант 3,4 – задания базового уровня, Вариант 1,2 – задания повышенного уровня.

Текс карточек смотрите Приложение 1.



Вариант 1.



Сила тока в колебательном контур, содержащем катушку индуктивности 10мГц, меняется по закону: . Найдите:

  1. Im – амплитудное значение силы тока;

  2. Период, частоту и циклическую частоту колебаний;

  3. Амплитудное значение заряда и напряженности на конденсаторе;

  4. Емкость конденсатора.

  5. Напишите уравнение зависимости заряда и напряжения на обкладках конденсатора от времени: q = q (t), u = u (t)



Вариант 2.



Заряд на обкладках конденсатора колебательного контура меняется по закону

q=2*10-6cos(104 Пt) Кл. Найдите амплитуду колебаний заряда qm; период и частоту колебаний. Запишите уравнение зависимости напряжения на конденсаторе от времени и силы тока в контуре от времени u= u(t), i= i(t).



Вариант 3.



  1. Определите амплитудное значение силы тока и циклическую частоту i=0,25sin50Пt

  2. Сила тока изменяется по закону: i=0,5sin10Пt. Определить линейную ٧ частоту колебаний.

  3. Как изменится период колебаний в идеальном колебательном контуре, если емкость конденсатора уменьшится в 9 раз?



Вариант 4.



  1. Определите амплитудное значение электрического заряда и циклическую частоту

q=2*10-6cos(500Пt)

  1. Напряжение на конденсаторе в колебательном контуре изменяется по закону: u=20cos105Пt. Определите период колебаний.

  2. Как изменится циклическая частота, если в колебательном контуре заменят конденсатор на другой меньшей в 36 раз емкостью?









57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 21.11.2016
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров26
Номер материала ДБ-374197
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