Конспект уроку з фізики для 10 класу "Математичний маятник"

Про матеріал

В розробці уроку розкрито поняття математичного маятника, від чого залежить і від чого не залежить період коливань математичного маятника. Цю залежність учні з'ясовують екпериментально, працюючи у групах. В конспекті уроку наведені приклади цікавих фактів, завдання для перевірки знань. Урок супроводжується презентацією та демонстрацією відеофрагменту Маятник Фуко".

Перегляд файлу

Урок на тему:

«Математичний маятник.

Період коливань математичного маятника»

Мета уроку: -сформувати в учнів поняття «математичний маятник»,

-ознайомити їх із законами коливань математичного маятника,

-вивести формулу періоду коливань математичного маятника,

-поглибити поняття про коливальний рух.

-дослідити від чого залежить частота і період коливань

математичного маятника,

-продовжити формувати в учнів уміння спостерігати фізичні явища,

користуватися приладами, аналізувати, робити висновки, наводити приклади коливань в природі і в техніці.

Формування ключових компетентностей:

-математична грамотність:

-компетентності в природничих науках і технологіях;

-уміння вчитись впродовж життя.

Обладнання: 1) Дидактичний матеріал (картки із завданням).

2) Математичний маятник.

3) Фізичний маятник.

4) Пружинний маятник.

5) Прилади для фронтального експерименту (штатив, кулька, нитка,

секундомір).

6) Презентації, відеофрагмент «Маятник Фуко».

7) Комп’ютер, медіапроектор.

Тип уроку: Комбінований урок.

План проведення уроку.

1. Організаційний етап. (1хв)

2. Актуалізація опорних знань. (8хв)

3. Мотивація навчальної діяльності. (2хв)

4. Повідомлення теми уроку і очікуваних результатів. (2хв)

5. Вивчення нового матеріалу: (17хв)

а) надання необхідної інформації;

б) робота в групах;

в) виконання фронтального експерименту;

г) робота в зошитах;

д) складання узагальнюючої таблиці.

6. Осмислення і закріплення. (10хв)

7. Рефлексія. Виставлення оцінок. (3хв)

8. Домашнє завдання. (2хв)

Очікувані результати.

Після уроку учні зможуть:

Знати: -що таке математичний маятник,

-причини вільних коливань математичного маятника,

-формули періоду і частоти коливань математичного маятника,

-від чого залежить період коливань математичного маятника,

-від чого не залежить період коливань математичного маятника.

Вміти: -працювати із приладами,

-робити висновки,

-розв’язувати якісні, кількісні і експериментальні задачі.

1.Організаційний етап.

Перш ніж ми приступимо до уроку, я хотіла б, щоб кожен із вас налаштувався на робочий лад. Просто розслабтесь і скажіть собі: «Я нахожусь зараз на уроці фізики. А про все інше я не буду думати зараз, я подумаю про це потім». Налаштувались?

Дуже добре. А тепер давайте приступимо до роботи.

Для того щоб досягти успіху, треба багато і наполегливо працювати. Попрацюємо і ми під девізом: « Не соромно не знати, соромно не вчитися». Так говорить народна мудрість.

2. Актуалізація опорних знань учнів.

Учні працюють над тестами.

Встановити відповідність:

А) Х_m 1) період

Б) Х 2) амплітуда

В) Т 3) циклічна частота

Г) ν 4) зміщення

Д) ώ 5) частота коливань

2) Вільними коливаннями називаються коливання, які відбуваються під дією…

А) зовнішніх сил.

Б) сил тертя.

В) зовнішніх і внутрішніх сил.

Г) внутрішніх сил.

3) Вимушеними коливаннями називаються коливання, які відбуваються під дією…

А) сили тяжіння.

Б) внутрішньої сили, що періодично змінюється.

В) незмінної зовнішньої сили.

Г) зовнішньої сили, що періодично змінюється.

4) Формула періоду коливань пружинного маятника:

А) Т=1/ν В) ώ=2πν

Б) ν=N/t Г) Т=2π√ m/k

5) Одиниця вимірювання частоти:

А) с В) рад

Б) м/с Г) Гц

6) Амплітудою коливань називається…

А) модуль максимальної частоти.

Б) модуль максимального періоду.

В) модуль максимального зміщення.

Г) модуль максимальної циклічної частоти.

7) Рівняння коливань пружинного маятника:

А) а_х=-m·х/k В) а_х=-F/m

Б) а_х=-k·x/m Г) а_х=-v²/r

8) Визначте період коливань тіла, яке за 20с зробило 40 коливань.

А) 0,5с В) 4с

Б) 2с Г) 8с

9) Обчисліть частоту коливань тіла, яке за 16с зробило 24 коливання.

А) 2/3 Гц В) 3/2 Гц

Б) 4/3 Гц Г) 5/3 Гц

10) Обчисліть циклічну частоту коливань, якщо період дорівнює 4с.

А) 2π рад/с В) 4π рад/с

Б) 8π рад/с Г) 0,5π рад/с

11) Тягарець масою 3,2 кг коливається на пружині, жорсткість якої 80Н/м.

Визначте період коливань.

А) 10,2 с В) 25,12 с

Б) 1,26 с Г) 1,8 с

12) Вантаж масою 200г коливається на пружині жорсткістю 80Н/м. Визначте

циклічну частоту.

А) 2 рад/с В) 20 рад/с

Б) 200 рад/с Г) 0,2 рад/с

По закінченню роботи учні, що сидять поряд, обмінюються роботами і перевіряють їх. В цей час на екрані демонструються правильні відповіді (заборонені виправлення).

Здають роботи вчителю.

(Урок супроводжується електронною презентацією)

Мозковий штурм.

● Що таке коливання?

● Які коливання називаються гармонічними?

● Які коливання називаються вільними?

● Що називається амплітудою?

● Що називається періодом коливань?

● Що називається частотою коливань?

● Що називається пружинним маятником?

● Як визначити період коливань пружинного маятника?

● Від чого залежить період коливань пружинного маятника?

3. Мотивація навчальної діяльності.

Погляньте у вікно, там під дією вітру гілочка дерева колишеться. Чи є це механічний рух? Які особливості цього руху?

Демонстрація: Коливання кульки на нитці.

Чи схожі ці рухи? Які приклади аналогічних рухів можете навести?

(маятниковий годинник, дитяча гойдалка, люстра підвішена до стелі і т. п.)

Тож сьогодні на уроці ми і познайомимося із коливаннями саме таких тіл.

Цікаві факти: Спостерігаючи коливання великої люстри у флорентійському соборі,

яка розгойдувалася через протяг, Г.Галілей виміряв період її коливань. На той час годинників ще не було, і період коливань Галілей визначив підраховуючи власний пульс. Коли довідуєшся про такі факти, не перестаєш дивуватися вмінню вченого

одержувати простими засобами точні результати. Саме Галілей ввів поняття

амплітуди і періоду коливань.

4. Повідомлення теми уроку і очікуваних результатів.

Учні записують в зошити тему уроку. Вчитель ознайомлює учнів із метою уроку.

5. Вивчення нового матеріалу.

Демонстрація: коливання дитячої іграшки (фізичний маятник).

Фізичним маятником називається будь-яке тверде тіло, яке здійснює коливання

відносно осі, що проходить через точку підвісу, розташовану вище від центра

мас тіла.

Але вивчити такі коливання доволі складно: їхній характер визначається розмірами

іграшки, властивостями підвісу та іншими чинниками.

А тому створено фізичну модель – математичний маятник.

Демонстрація: коливання кульки на довгій, нерозтяжній нитці.

Математичний маятник – це фізична модель, яка являє собою матеріальну точку,

що підвішена на невагомій і нерозтяжній нитці та здійснює коливання під дією

сили тяжіння.

Проблемне питання: Що є причиною коливань математичного маятника?

Від чого залежить та від чого не залежить період його коливань?

Визначемо період коливань математичного маятника.

Т + F_Т = mа_х

Описание: http://school.xvatit.com/images/6/68/20048.jpg

На ОХ: Т_х= 0

(F_Т)_х= - mgsinα

- mgsinα = mа_х

sinα = х/ℓ

а_х= - gҳ/ℓ

а_х= -ω² ҳ

ω² =√ g/ℓ

Т = 2π/ω

Формула Гюйгенса

Описание: http://ua.convdocs.org/pars_docs/refs/47/46282/46282_html_7a4d7da0.gif

Виконання фізичного експерименту: робота в групах.

Група №1: Дослідити залежність періоду математичного маятника від довжини підвісу.

№ досліду	ℓ, см	N	t ,c	T, с
1.
2.

Група №2: Дослідити залежність періоду математичного маятника від маси тіла:

№ досліду	m, г	N	t ,c	T, с
1.
2.

Група №3: Дослідити залежність періоду математичного маятника від амплітуди коливань:

№ досліду	амплітуда- А,см	N	t ,c	T, с
1.
2.

Група №4: Дослідити залежність періоду коливань математичного маятника від прискорення вільного падіння: для цього визначити період коливань маятника

довжиною 1м, який знаходиться на Землі в м. Черкаси. g_з = 9,81м/с²

Група №5: Дослідити залежність періоду коливань математичного маятника від прискорення вільного падіння: для цього визначити період коливань маятника

довжиною 1м, якщо його помістили на Марсі. g_м = 3,63м/с²

Група №6: Дослідити залежність періоду коливань математичного маятника від прискорення вільного падіння: для цього визначити період коливань маятника

довжиною 1м, якщо його помістили на Юпітері. g_ю = 24,53м/с²

Узагальнення результатів досліджень: На дошці кожна група заповнює свою

таблицю та робить висновок.

№ п/п	ℓ, см	Т,с
1.
2.

№ п/п	m, г	Т,с
1.
2.

№ п/п	А,см	Т,с
1.
2.

№ п/п	g, м/с²	Т,с
Земля.
Марс
Юпітер

Отже, період коливань математичного маятника залежить лише від довжини нитки та прискорення вільного падіння, а не залежить від його маси та амплітуди коливань.

Цікаві факти: За 1секунду наша Земля повертається на 1/240 частину градуса.

Французький вчений Фуко довів це експериментально.

Демонструється відео фрагмент «Маятник Фуко».

6. Осмислення і закріплення.

Запитання до учнів.

1. Який маятник називається математичним?

2. Під дією яких сил математичний маятник коливається?

3. Формула періоду математичного маятника.

4. Від чого залежить період коливань математичного маятника?

5. Від чого не залежить період коливань математичного маятника?

Розв’язати задачі.(Два варіанта)

Задача № 1. Довжина маятника Фуко в Ісаакієвському соборі у Санкт-Петербурзі дорівнює 98м. За який час він здійснює одне повне коливання? Прискорення вільного падіння 9,8м/с².

Задача № 2. Які довжини повинні мати секундні маятники на полюсі (g=9,83м/с²) і на

екваторі (g=9,78м/с²)?

Після виконання роботи перевірка розв’язків задач.

7. Рефлексія. Виставлення оцінок.

(Інтерактивна вправа «Мікрофон»)

Закінчити речення: • Сьогодні на уроці мені сподобалось…

• Я зрозумів(ла)…

• Я дізнався(лась)…

• Я навчився(лась)…

8. Домашнє завдання: §20(3-5)– вивчити, Вправа 20 (3, 5, 7) – письмово.

Експериментальне завдання: виготовте маятник (закріпити на довгій нитці важке тіло), і виміряйте прискорення вільного падіння у вашому будинку.

doc

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)

Ліла Ольга

Пов’язані теми

Фізика, 10 клас, Розробки уроків

До підручника

Фізика (академічний рівень) 10 клас (Бар’яхтар В.Г., Божинова Ф.Я.)

До уроку

Розділ 2. Динаміка

Додано

12 грудня 2018

Переглядів

8568

Оцінка розробки

Відгуки відсутні