Урок "Коливальний рух. Амплітуда коливань. Період коливань. Маятники"

Кегичівський ліцей

Кегичівської районної ради Харківської області

Вчитель фізики:  Бондаренко Вікторія Сергіївна

Кегичівка - 2015

Урок: фізика. Клас – 7

Тема: Коливальний рух. Амплітуда коливань. Період коливань. Маятники.

Мета:

•              дидактична: надати учням уявлення про коливальний рух, ввести поняття амплітуди, періоду та частоти коливань; ознайомити учнів з видами маятників; показати практичне застосування маятників у техніці та в побуті;
•              розвивальна: розвивати креативне мислення, вміння аналізувати, стисло й грамотно висловлювати свої думки, виділяти головне;
•              виховна: виховувати прагнення до пізнання природи, бажання вивчати навколишній світ, культуру наукового мислення.

Тип уроку: засвоєння нових знань, умінь

Обладнання:  метроном,  фізичний,  пружинний    та   математичний  маятники,

                         камертон, малюнки коливань у природі й техніці.

Демонстрації:

1.     вільні коливання вантажу на нитці;
2.     фізичний маятник;
3.     пружинний маятник;
4.     математичний маятник;
5.     коливання маятника метронома.

Хід уроку:

І. Організаційний момент.

(Привітання із класом)

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Діти, сьогодні на уроці ми з вами познайомимось ще з одним видом механічного руху, але спочатку давайте пригадаємо відомі нам види руху. (Вчитель разом з дітьми заповнює порожні місця схеми 1. За траєкторією: криволінійний та прямолінійний; в залежності від зміни швидкості: рівномірний та нерівномірний, а також обертальний і один вид руху, що на сьогодні ще не вивчений)

Фронтальна бесіда:

• Що таке обертальний рух?
• Які є основні характеристики обертального руху?
• Що називається періодом обертання? Запишіть символ, формулу та одиниці вимірювання.
• Що таке частота обертання? Запишіть символ, формулу та одиниці вимірювання.
• Який існує зв'язок між періодом та частотою обертального руху?

Схема 1. Види механічного руху

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Повернемось до нашої схеми. Сьогодні ми з вами познайомимося ще з одним видом механічного руху – коливальним.  Подивіться на малюнки, на них зображені приклади коливального руху: рух гойдалки, коливання будівель, земної кори, коливання струни.

(Виступ учнів з повідомленнями)

Учень 1. Коливальний рух у природі.

Учень 2. Коливальний рух в техніці.

ІV. Повідомлення теми та мети уроку.

V. Засвоєння нового матеріалу.

План:

1. Коливальний рух.
2. Амплітуда, період, частота коливань.
3. Маятники. Типи маятників.
4. Вільні та вимушені коливання.
5. Дослідження математичного маятника.

Опорний конспект

•    Коливальний рух – це рух, який повторюється через рівні інтервали часу.

Коливання мають спільну важливу рису з обертальним рухом: і обертання і коливання періодично повторюються.

• Демонстрація 1. (Вільні коливання вантажу на нитці)

•   Маятник – це тверде тіло, яке здійснює коливання навколо нерухомої точки.

Типи маятників:

• Демонстрація 2. (Фізичний маятник)
• Демонстрація 3. (Пружинний маятник)
• Демонстрація 4. (Математичний маятник)

Схематичне зображення математичного маятника:

1 – положення рівноваги;

2 – крайнє праве положення;

3 – крайнє ліве положення;

А – амплітуда коливань.

•   Амплітуда коливань – це фізична величина, що дорівнює максимальній відстані, на яку відхиляється тіло під час коливань.

За одне повне коливання тіло проходить шлях l₀ , який приблизно дорівнює чотирьом амплітудам:

l₀ = 4A.

Характеристики коливального руху:

Т – період            [ T ] = с.

Ν – частота          [ ν ] = Гц.

•   Період коливань — це фізична величина, що дорівнює часу, за який відбувається одне повне коливання.

T = ,

де t — час коливань;

N — кількість повних коливань за цей час.

•   Частота коливань — це фізична величина, що чисельно дорівнює кількості повних коливань, які здійснює тіло за одиницю часу.

ν =

Одиниця частоти коливань в СІ — герц (Гц); вона названа так на честь видатного німецького фізика Генріха Герца.

 Якщо тіло за одну секунду робить одне повне коливання, то частота його коливань дорівнює одному герцу: 1 Гц = .

Схема 2. Види коливань

• Демонстрація 5. (Коливання маятника метронома)

• Робота з комп’ютером:

За допомогою програми PhET інтерактивні симуляції – математичний маятник дослідити:

1. Як залежить період коливань маятника від амплітуди?
2. Як залежить період коливань маятника від довжини нитки?
3. Як залежить період коливань маятника від маси тягарця?
4. Як рухається маятник за відсутності сили тертя?
5. Чи зміниться рух маятника за наявності сили тертя?
6. Як зміниться  період коливань маятника, якщо його перенести на Місяць? На Юпітер? Якщо зміниться, то як?

VІ. Закріплення нових знань та вмінь.

• Усно:

Задача. тягарець, що коливається на пружині, за 8с здійснив 32 коливання. Визначте період та частоту коливань тягарця.

• Письмово:

Самостійна робота (на картках з друкованою основою) з наступною взаємоперевіркою.

Перевір себе:

1. Які з наведених нижче рухів являються механічними коливаннями?

А) рух гойдалки;

Б) рух м’яча, падаючого на землю;

В) рух струни гітари при звучанні.

2.  Період коливань – це фізична величина…

А)  що дорівнює максимальній відстані, на яку віддаляється тіло від положення рівноваги в ході коливань;

Б) яка чисельно дорівнює кількості повних коливань, що здійснює тіло за одиницю часу;

В) що дорівнює часу, за який відбувається одне повне коливання.

3. За допомогою яких формул можна знайти частоту коливань?

          А) ;                     Б) ;                  В)   .

4.  За 2 с маятник здійснив 8  коливань. Чому дорівнює період коливань?  

         А) 4 с;

         Б) 16 с;

         В 0,25 с;

5.  За 5 с маятник здійснив 10 коливань. Чому дорівнює частота коливань? 

        А) 0,5 Гц;

        Б) 2 Гц;

        В) 50 Гц;

6. Підвішений на нитці вантаж здійснює коливання. Вкажіть усі правильні твердження.

        А) чим довша нитка, тим більший період коливань;

        Б)  чим довша нитка, тим менший період коливань;       

        В) період коливань залежить від маси;

        Г) період коливань від маси не залежить.

VІІ . Підбиття підсумків. Виставлення оцінок.

Запитання:

• Що називають коливальним рухом?
• Які бувають коливання?
• Які бувають типи маятників?

VІІІ. Домашня робота.

• Вивч. §15;
• Задача. Визначити частоту коливань свого серця (пульс).

Коментар до домашнього завдання: щоб визначити частоту коливань серця треба виміряти кількість коливань (ударів) за 1 хв та скористатися формулою частоти.

ДОДАТКИ

Генріх Рудольф Герц

(1857- 1894)