Урок на тему "Виникнення та поширення механічних коливань"

                      Тема 1:  Виникнення та поширення механічних хвиль.

Фізичні величини, які характеризують хвилі

Мета уроку:

Навчальна: вивчити механізм утворення поперечних і поздовжніх хвиль; розглянути механічні хвилі, основні характеристики хвиль, поперечні та поздовжні хвилі; навчити учнів розв’язувати задачі на шукання довжини, швидкості, періоду хвилі;

Розвиваюча: розвивати логічне та абстрактне мислення;

Виховна: виховувати культуру наукового мислення, патріотизм.

Очікувані результати: учні повинні давати означення механічної хвилі, пояснювати, як хвиля поширюється пружним середовищем, розрізняти поздовжні та поперечні механічні хвилі, називати основні властивості хвиль, розуміти зміст величин, які їх характеризують.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Міжпредметні зв’язки:  географія, біологія, математика.

Наочність і обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник, екран, дошка, роздатковий матеріал.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Привітання, перевірка присутніх, перевірка готовності учнів та кабінету до уроку, емоційне налаштування на урок.

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

У курсі фізики 7 класу ви вивчали тему коливальний рух.

Коливальний рух – це рух, який повторюється через рівні інтервали часу. Деякі фізичні величини, які характеризують коливальний рух ви вже знаєте. Зараз ми з вами їх пригадаємо під час гри. Гра «Фізична лавина»

1. Що називають амплітудою коливань?

Амплітуда коливань – максимальна відстань, на яку відхиляється точка від положення рівноваги.

2. Як позначається амплітуда коливань та в яких одиницях в системі СІ її вимірюють?

3. Що називають періодом коливань? Як його позначають і в яких одиницях у системі СІ вимірюють?

Період коливань – час одного повного коливання.

4. Запишіть формулу за якою розраховують період коливань. 

5. Що називають частотою коливань? Як її позначають і в яких одиницях у системі СІ вимірюють?

Частота коливань – кількість коливань за одиницю часу.

6. Запишіть формулу за якою розраховують  частоту  коливань.

ІІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

А зараз давайте  поміркуємо.

Чи можуть коливання, які виникнули в одному місці, поширюватися в сусідні ділянки простору? (Так, можуть. Наприклад, коливання поплавка передаються частинкам води, і ви бачите хвилі на поверхні води).

Що ж називають хвилею? Які причини виникнення хвиль?

 

Оголошення теми та мети уроку

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Механічні хвилі

Механічна хвиля – це поширення коливань у пружному середовищі*.

(*Середовище називають пружним, якщо під час його деформації виникають сили, які протидіють цій деформації, – сили пружності).

 

Проблемне питання

• Як і чому в середовищі поширюється механічна хвиля?

Механічна хвиля створюється тілом, яке коливається, – джерелом хвилі (поплавок). Здійснюючи коливальний рух, джерело хвилі деформує прилеглі до нього шари середовища (стискає та розтягує їх або зсовує). У результаті виникають сили пружності, які діють на сусідні шари середовища та спонукають їх здійснювати вимушені коливання. Ці шари, у свою чергу, деформують наступні шари та змушують їх коливатися. Поступово, один за одним, усі шари середовища долучаються до коливального руху – середовищем поширюється механічна хвиля.

2. Поперечні та повздовжні механічні хвилі

Поперечні хвилі – це хвилі, у яких частинки коливаються в напрямку, перпендикулярному до напрямку їх поширення.

Поперечні хвилі:

- хвилі зсуву (відбувається зсув одних шарів середовища відносно інших);

- поширюються тільки в твердих тілах.

Поздовжні хвилі – це хвилі, у яких частинки коливаються вздовж напрямку поширення хвилі.

Поздовжні хвилі:

- хвилі стиснення та розтягнення (вздовж напрямку поширення хвилі густина середовища почергово то збільшується, то зменшується);

- поширюються в усіх середовищах.

 

Проблемне питання

• Якими є хвилі на поверхні рідини?

Хвилі на поверхні рідини не є ані поздовжніми, ані поперечними. Вони мають складний поздовжньо-поперечний характер, при цьому частинки рідини рухаються по еліпсах.

3. Основні властивості хвиль

Властивості хвиль

1. Хвилі поширюються в середовищі зі скінченною швидкістю.

2. Частота коливань кожної частини середовища дорівнює частоті коливань джерела хвилі.

3. Механічні хвилі не можуть поширюватись у вакуумі.

4. Хвильовий рух не супроводжується перенесенням речовини.

5. Під час поширення хвилі відбувається перенесення енергії.

4.  Довжина хвилі

Довжина хвилі – відстань, на яку поширюється хвиля за час, що дорівнює періоду.

v – швидкість поширення хвилі

Довжина хвилі – це відстань між найближчими одна до одної точками хвилі, які коливаються в однаковій фазі.

5. Швидкість поширення хвилі

Формула хвилі:

v – швидкість поширення хвилі

λ – довжина хвилі

ν – частота хвилі

Якщо хвиля переходить з одного середовища в інше:

- швидкість її поширення змінюється

- частота хвилі залишається незмінною (визначається джерелом хвилі)

- довжина хвилі змінюється

V. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ

1. В якому випадку при ударі по сталевій рельсі поширюються переважно поздовжні хвилі, а в якому –  поперечні?

У першому випадку виникнуть поперечні хвилі, так як частинки будуть зміщуватися перпендикулярно напрямку поширення хвилі.

Якщо вдарити в торець (другий випадок) – поздовжні, так як частинки рейки будуть коливатися уздовж напрямку поширення хвилі.

2.  Як дізнаються про землетрус, що насувається представники фауни (собаки, кони)сейсмонебезпечних районів?

В земній корі перед землетрусом розповсюджуються повздовжні хвилі, які відчувають представники фауни.

 

 3. Хвиля з частотою коливань 660 Гц поширюється зі швидкістю 330 м/с. Яка довжина хвилі?

 

 

 

 

 

Задачі із ЗНО

4. Від якоря кинутого із судна, побігли хвилі. Вини дійшли до берега через 1 хв, а за наступну хвилину було зо сплесків хвиль. Відстань між найближчими гребнями хвиль становить 5 м. визначте відстань між судном і берегом?

А	Б	В	Г
300 м	180 м	150 м	24 м

 

 

 

 

 

5. В Азовському морі відстань між сусідніми гребнями морської хвилі 12 м. Катер, який стоїть на якорі, хвиля щохвилини піднімає 50 разів. Визначте (у метрах за секунду) швидкість хвилі.

 

 

 

 

 

 

VІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ. ОЦІНЮВАННЯ ЗНАНЬ УЧНІВ.

Рефлексія

 Я дізнався…..

Я навчився….

Я зрозумів, що….

У мене вийшло….

VІI. Домашнє завдання

Опрацювати § 17, 

Розв’язати  :

І рівень

Човен гойдається на хвилі з частотою 0,5 Гц. Яка швидкість цієї хвилі, якщо відстань між сусідніми гребнями дорівнює 3 м?

ІІ рівень

Точка струни, яка коливається з частотою 800 Гц, за 20 с пройшла шлях 64 м. Визначте амплітуду коливань.

ІІІ рівень

Частота коливань струни дорівнює 1,2 кГц. Скільки коливань здійснює точка струни за 0,5 хв? Який шлях проходить за цей час точка струни, амплітуда коливань якої дорівнює 2 мм?