Урок 25/14. Коливальний рух.  Амплітуда, період і частота коливань. Маятники.

Мета:

              Освітня . Ознайомити учнів з коливальним рухом. З’ясувати основну властивість цього руху — періодичність. Розглянути основні характеристики коливального руху.

             Розвиваюча.  Розвивати інтелектуальні та творчі здібності, робити висновки, аналізувати, наводити приклади коливального руху в природі і техніці.

           Виховна .  Виховувати такі якості як самостійність, почуття колективізму і пінавальний інтерес.

Тип уроку. Урок  вивчення нового навчального   матеріалу .

Прилади та матеріали: картки з завданнями, нитка, кулька, пружина, тягарці.

Презентація  Урок 25.14

Відео  Математичний маятник  

Зробіть усе, що можете, застосувавши те, що знаєте,

знаходячись там де ви є.

                                                                                                                                        Теодор Рузвельт

                                                                     Хід уроку

1.Організаційний момент.

2.Перевірка домашнього завдання.

     Огляд зошитів з метою  з’ясування  наявності розв’язання учнями домашніх   задач.

Висновок учителя за результатами  перевірки виконання домашнього завдання.

   Установіть відповідність ( завдання на карточках):

                                                      Варіант 1

                                                           Варіант 2

3.Актуалізація опорних знань.

1. Як спрямована миттєва швидкість під час руху точки по колу?

2. Який рух точки по колу називають рівномірним?

3. Як обчислюють лінійну швидкість, якщо точка здійснює рівномірний рух по колу?

4. Які фізичні величини характеризують рівномірний рух по колу?

5. Чому дорівнює період обертання годинної стрілки годинника? хвилинної? секундної?

     Вчитель вислуховує відповіді учнів і їх аналізує.

4.Мотивація навчальної діяльності.

    Демонстрація двох дослідів:

    Дослід 1. Обертовий рух кульки на нитці.

    Дослід 2. Рух тіні цієї кульки на екрані.

 Запитання учням класу:

    Чи є щось спільного в цих рухах?

Учні відповідають, вчитель  аналізує  їх відповіді  і

оголошує тему та мету     уроку.

Тема: Коливальний рух.  Амплітуда, період і частота коливань.Маятники.

  5.Сприйняття та засвоєння нового матеріалу.

   Коливаннями  називаються фізичні процеси, що точно або приблизно

повторюються через однакові інтервали часу. 

  Залежно від фізичної природи розрізняють механічні й електромагнітні

коливання.  

  Механічні коливання це рух, під час якого положення і швидкість руху тіла

точно або приблизно повторюються через певні проміжки часу.

     Механічні коливання - це один із видів механічного руху.

Для найпростішого опису коливального руху  використовують наступні

фізичні величини:

    Амплітуда коливань – максимальне відхилення від положення рівноваги.

Позначається А, одиниця вимірювання в системі СІ – метр [м].

   На малюнках (а) – (г) положення рівноваги кульки, прикріпленої до пружини,

позначено пунктиром з точкою 0 . Амплітуда коливань А позначена на

малюнках (а) і (в). 

   Положення рівноваги – це місце в якому тіло зупиняється після припинення

вільних коливань (без дії зовнішніх тіл). Для спостереження вільних коливань

необхідно відхилити тіло від положення рівноваги. 

  Якщо  коливання  незатухаючі  (відбуваються  без  опору  середовища  або

відбуваються  під  періодичною  дією  зовнішнього  тіла,  що  не  дозволяє

коливанням затухати), то тіло завжди відхиляється від положення рівноваги на

величину амплітуди. 

    Прикладами незатухаючих коливань є рух крил комах та птахів, рух голки швацької нитки, коливання маятника  заведеного будильника.  

    При затухаючих коливаннях амплітуда коливань зменшується і тіло, намагаючись повернутись до положення рівноваги, зупиняється. 

    Прикладами затухаючих коливань є коливання автомобіля на ресорах під час руху, погойдування гілки дерева після того, як із неї злетів птах. 

       Період коливання – це час за який тіло робить одне повне коливання (рух «туди» - «назад»).

     Позначається Т, одиниця вимірювання в системі СІ – секунда [ с ].

       Частота коливання – це кількість коливань тіла за одиницю часу.

       Маятник -  це тверде тіло, яке здійснює коливання навколо нерухомої точки.  Маятники, які коливаються під впливом  притягання до Землі, називають фізичним маятником.

       Пружинний маятник – тіло підвішеного до пружини.

       Математичний маятник – тіло, яке вважають матеріальною точкою порівняно з довжиною підвісу, підвішеного на невагомій і нерозтяжній нитці. 

     Коливання фізичного маятника залежать від розмірів тіла, властивостей

підвісу та інших чинників. Тому вивчати їх складно. Для спрощення вивчення

будь-яких явищ у фізиці створюють фізичну модель у якій чинниками, що в

певних умовах несуттєво впливають на явище, але ускладнюють його вивчення

– знехтують. 

      Математичний маятник (із-за того, що не існує підвісу та  інших тіл, які

не мають вагу та не розтягуються) вважають ідеалізованою (спрощеною)

моделлю фізичного маятника. Наближеною,  до математичного маятника, за

своїми властивостями, вважають тіло, яке підвішене на довгій нитці.

 Період коливань математичного маятника дорівнює: Період малих коливань пружинного маятника дорівнює:

Маятник Максвела

6.Осмислення об’єктивних зв’язків.

1.   Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 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.

Відповідь: частота пульсу синички 20 Гц, а кита – 0,12  Гц; серце синички

скорочується в 167 разів швидше, ніж у кита. 

Задача 2. Тягарець, що коливається на пружині, за 8 с здійснив 32 коливання.

Визначити період та частоту коливань.

    2.  Запитання на закріплення вивченого матеріалу.

1. Які коливання називають механічними?

2. Які коливання називають вільними?

3. Амплітуда коливань, означення, позначення, одиниці вимірювання,

прилад для вимірювання.

4. Від чого і як залежить період коливань пружинного маятника?

5. Частота коливань, означення, позначення, одиниці вимірювання,

розрахункова формула.

7.Підсумок уроку.

        Метод  «Мікрофон»

•   Що ми робили на уроці?
• Чи досягли ми мети уроку?
• Які ваші очікування на наступний урок?

Оцінювання вчителем роботи учнів на уроці.

 8.Домашнє завдання.