Лабораторна робота № 5 "Дослідження коливань нитяного маятника"

7 клас                   Фізика

 

Тема. Лабораторна робота № 5. Дослідження коливань нитяного маятника.

Мета уроку:

•          розвивати вміння знаходити необхідну інформацію, відокремлювати головне і презентувати її;
•          формувати вміння учнів досліджувати коливання нитяного маятника, визначати період коливань;
•          розвивати експериментальні вміння та дослідницькі навички, уміння аналізувати й оцінювати результати спостережень, робити висновки;
•          формувати у учнів вміння працювати в групах;
•          формувати вміння здійсювати само та взаємооцінювання;
•          виховувати в учнів розуміння важливості експерименту для з’ясування залежності  періоду коливань нитяного маятника та значимості коливального руху в природі, техніці.

Обладнання:

 на партах у учнів: кульки, підвішені  на нерозтяжних нитках довжиною 1 м, мірна стрічка, штатив, 100 г тягарці, секундомір.

На партах у учнів: аркуші: Критерії оцінювання, аркуш – звіт лабораторної роботи.

На демонстраційному столі:  метроном, пружинний маятник, лялька неваляшка. Презентації, відео.

Тип уроку: Урок – дослідження.

Хід уроку

І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1. Прийом «Асоціативний кущ» з теми: «Коливання»
2. Міні - повідомлення від кожної групи про коливання. (Додаток №1)

2. Виконання учнями завдання на мобільних телефонах https://learningapps.org/6150220 (Додаток №2)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності. Вчитель разом з учнями формулює мету і завдання уроку. Вчитель проводить інструктаж з техніки безпеки під час виконання лабораторної роботи. Кожна група після здачі теоретичного матеріалу про проведення свого досліду, отримує допуск до виконання лабораторної роботи.

ІV. Виконання лабораторної роботи по групам.

Група1. (Учні в групі розподіляють між собою обов’язки щодо проведення експерименту)  

Дослід 1. Залежність періоду коливань маятника від його амплітуди.

 

 

Таблиця 1

Номер досліду	Довжина нитки l, м	Амплітуда коливань A, м	Число коливань N	Час коливань t, с	Період коливань T, с
1	1
2	1

 

1) Т₁ =

2) Т₂ =

Висновок до досліду. Експериментально переконалися, що …

Група 2. (Учні в групі розподіляють між собою обов’язки щодо проведення експерименту)  

Дослід 2. Залежність періоду коливань маятника від його маси.

Таблиця 2

Номер досліду	Довжина нитки l, м	Маса кульки m, г	Число коливань N	Час коливань t, с	Період коливань T, с
1	1
2	1

 

1) Т₁ =

2) Т₂ =

Висновок: Експериментально переконалися, що …

Група 3. (Учні в групі розподіляють між собою обов’язки щодо проведення експерименту)  

Дослід 3. Залежність періоду коливань маятника від його довжини.

Таблиця 3

Номер досліду	Довжина нитки l, м	Число коливань  N	Час коливань t, с	Період коливань T, с
1	1
2

 

1) Т₁ =

2) Т₂ =

Висновок: Експериментально переконалися, що …

2. Аналіз експерименту та його результатів.

Кожна група звітує про те, що досліджували, яким чином, які результати отримали, які висновки зробили.

Учні на аркушах – звіту записують загальний висновок, пояснюють чому виникла розбіжність у результатах.

Висновок. Виконавши лабораторну роботу,  на дослідах встановили, що період коливань маятника не залежить від …  а залежить від …

 

V. Підсумок уроку

На аркушах – звітах учні, відповідно до критеріїв оцінювання, здійснюють само і взаємооцінювання.

Учні відповідають на питання:

1. Що нового ти дізнався на уроці?
2. Що викликало в тебе труднощі?
3. Що для тебе виявилось цікавим?
4. Що було для тебе неочікуваним?
5. Чи була згуртованість учнів в групі під час виконання експерименту?
6. Чи вплинув експеримент на розуміння залежностей між фізичними величинами коливального руху?

VІ. Домашнє завдання: Повторити параграф 13, виконати  

Творче завдання

Не виконуючи вимірювань, визначте період коливань маятника завдовжки 4 м, амплітуда коливань якого 10 см, а маса — 300 г. Вважайте, що маятник розташований у тому самому кабінеті, де ви виконували лабораторну роботу. Свою відповідь обґрунтуйте.

                                                                                               Валентина СВИСТУНОВА,

                                                                    учитель фізики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додатки

 

Додаток №1

Коливання серця людини.

Серце – унікальний орган, який не зупиняється протягом життя. Ритм серцевої діяльності вважається правильним, якщо скорочення здійснюються ритмічно з частотою від 60 до 80 ударів на хвилину.

У жінок зазвичай скорочень на 7-8 за хвилину більше, ніж у чоловіків. Частота зростає після прийому їжі і на висоті вдиху. При помірному фізичному і психоемоційної навантаженні частота серцевих скорочень збільшується до 90-120 в хвилину, а при великих навантаженнях – до 100-150 в хвилину.

Серце людини можна порівняти з насосом. Підраховано, що протягом життя людини воно виконує роботу , якої вистачить щоб залізничний потяг підняти на найвищу вершину Європи Монблан ( 4810 м).

 

Коливання серця тварин.

 

У дорослих тварин частота пульсу з 1 хвилину становить: у великої рогатої худоби 50 – 80, у коня 24 – 42, у свині 60 – 90, у вівці і кози 70 – 80, у собаки 70 – 120, у кішки – 130, у кролика 120 – 200, у курки 120-150. У миші 600, у слона – 25, у пташок –200.  

Серце червоногорлого колібрі б'ється з частотою 1200 ударів за хвилину.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Є тварини, які впадають у справжню сплячку, наприклад ховрахи та інші дрібні тварини, і такі тварини, як ведмеді, які впадають в неглибоку сплячку. Дрібна тварина, впадаючи в справжню сплячку, швидко знижує частоту серцевих скорочень зі 150-300 ударів на хвилину до 7 ударів на хвилину і менше. У каліфорнійських ховрахів частота серцевих скорочень може знизитися до одного удари на хвилину. Температура тіла поступово знижується до дуже низьких цифр, іноді майже до 0 градусів Цельсія,

 

Маятник Фуко.

Маятник Фуко – це маятник, який використовується для демонстрації обертання Землі навколо своєї вісі.

Винахідник пристрою — Леон Фуко. Вперше демонстрація маятника Фуко відбулася в Парижі у 1851 році.

Маятник Фуко — це великий масивний маятник зі значним періодом коливання, підвішений до склепіння просторої високої зали. На підлозі під маятником зазвичай малюють коло з поділками, щоб відслідковувати зміну площини коливання відносно поверхні Землі.

Першу публічну демонстрацію здійснено вже в березні 1851 року в паризькому Пантеоні: під куполом Пантеону Фуко підвісив металеву кулю масою 28 кг із закріпленим на ній вістрям на сталевий дріт довжиною 67 м. Кріплення маятника дозволяло йому вільно коливатися у всіх напрямках, під точкою кріплення зробили колову огорожу діаметром 6 м, по краю огорожі насипали піщану доріжку так, щоб маятник у своєму русі міг при її перетині прокреслювати на піску позначки. Щоб уникнути бічного поштовху під час пуску маятника, його відвели вбік і прив'язали мотузкою, після чого мотузку перепалили.

Період коливань маятника за такої довжини підвісу становив 16,4 с, при кожному коливанні відхилення від попереднього перетину піщаної доріжки становило близько 3 мм, за годину площина коливань маятника поверталася більш ніж на 11° за годинниковою стрілкою, тобто приблизно за 32 години здійснювала повний оберт і поверталася в попереднє положення.

 

 

Демонстрація обертання Землі за допомогою саморобного маятника Фуко.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток №2

 

 

 

1. Маятник Фуко (фізика)

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%8F%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%A4%D1%83%D0%BA%D0%BE_(%D1%84%D1%96%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0)