Урок "Виникнення та поширення механічних хвиль"

Фізика 9 клас   

Тема: Виникнення і поширення механічних хвиль. Фізичні величини,які характеризують хвилі.

Мета: навчальна: ознайомлення з поширенням механічних коливань у пружному середовищі – хвилями; видами хвиль: поздовжні та поперечні; їх основними характеристиками: амплітудою, частотою, довжиною, швидкістю.

розвиваюча: розвивати образне, логічне, фізичне мислення; творчі здібності; пам’ять, увагу, уяву.

виховна: виховувати спостережливість, зосередженість; дисциплінованість; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: комп’ютерна презентація «Поширення механічних коливань у пружному середовищі», іграшкова пружинка, мотузка, модель утворення і поширення хвиль.

 

Структура уроку

1. Організаційний етап.
2. Актуалізація опорних знань.
3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
4. Повідомлення нового матеріалу

1.            Поширення коливань у середовищі.
2.            Поперечні та поздовжні хвилі.
3.            Основні властивості хвиль.
4.            Фізичні величини, що характеризують хвилі.
5.            Довжина хвилі
6.            Швидкість хвилі
7.            Питання:

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підсумки уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

 

І. Організаційний етап

Вітання.

 

ІІ. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.

Задача про ймовірність проходження людини крізь стіну.

Задача не фантастична, реальна і ймовірність не нульова. Це пояснюється тим, що матерія має властивості, які ми називаємо хвильовими. Щоб зрозуміти це потрібно мати глибокі фізичні знання. Сьогодні ж ми тільки станемо на початок вивчення властивостей хвиль. Отже наша сьогоднішня тема: «Виникнення і поширення механічних хвиль»

 

Дослід з пружиною

Дослід з мотузкою

Що необхідне для утворення хвилі.

Означення хвилі

 

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

 

Учитель. На попередніх уроках ми з вами вивчили механічні коливання. Ознайомилися з природою їх виникнення, величинами, тобто параметрами, які їх характеризують.

Дослід з маятниками

Фронтальне опитування

1.  Що таке механічні коливання?
2. Яка природа вільних та вимушених коливань?
3. Що таке одне коливання?
4. Що таке:
   • частота?
   • період?
   • амплітуда?
      

Фізичні величини, що характеризують хвилі.

 

	Фізичні величини, які характеризують коливання
	Частота коливань, ν	Період коливань, Т	Амплітуда коливань,  А
Означення	кількість коливань за одиницю часу	час одного коливання	максимальна відстань, на яку відхиляється точка від положення рівноваги
Формула для визначення	ν = N / t	T = t / N	--
	N — кількість коливань за час t
Одиниця в СІ	герц (1 Гц = 1c -1)	секунда (с)	метр (м)

 

5. Назвіть три стани речовини.

 

 

 

IV. Повідомлення нового матеріалу.

1. Поширення коливань у середовищі.

Поширення коливань у пружному середовищі називають хвильовим процесом, або хвилею.

Поширення хвиль не супроводжується перенесенням частинок середовища, - вони лише коливаються навколо положення рівноваги.

З хвилею переноситься енергія, яка поширюється у просторі від джерела коливань.

2. поперечні та поздовжні хвилі.

 

Залежно від напряму коливань частинок щодо напряму поширення хвилі розрізняють поперечні та поздовжні хвилі.

Поперечними хвилями називаються хвилі, в яких коливання частинок середовища відбуваються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі.

Поздовжніми називаються хвилі, в яких коливання частинок середовища відбуваються вздовж напрямку поширення хвилі.

Хвиля на поверхні рідини мають складний характер і не відносяться ні до поперечних ні до поздовжніх.

3. Основні властивості хвиль.

1. Коливальний рух від однієї точки середовища до іншої передається не мит­тєво, а з певним запізненням, тому хвилі поширюються в середовищі зі скінченною швидкістю.

2.               Джерелом механічних хвиль за­вжди є тіло, що коливається; оскільки ко­ливання частин середовища в ході поши­рення хвилі є вимушеними, то 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 — час­тини середовища лише коливаються біля деяких положень рівноваги.
5.               Із приходом хвилі частини середовища починають рухатися (набу­вають кінетичної енергії). Це означає, що під час поширення хвилі відбува­ється перенесення енергії.

Перенесення енергії без перенесення речовини є найважливішою властивістю будь-якої хвилі.

 

3. Довжина хвилі

 

 Довжина хвилі дорівнює відстані між найближчими точками, які коливаються в однакових фазах.

 

Хвиля є періодичною в часі і відстані. Періодичність в часі означає, що через певні рівні моменти часу, які називаються періодом хвилі,  всі точки хвилі повторюють коливальні рухи. Періодичність в відстані означає, що точки розміщені на певній відстані, яка називається довжиною хвилі, коливаються в однаковій фазі.

 

4. Швидкість хвилі

 

Швидкість хвилі υ – це швидкість, з якою переміщається гребінь хвилі.

Швидкість хвилі слід відрізняти від швидкості частинок самого середовища. За період, протягом якого хвиля здійснює одне коливання, хвиля просунеться на відстань λ, і її швидкість дорівнює:

 

 

 

 

 

З даних формул ми можемо вивести і формулу для обчислення довжини хвилі:

 

 

Швидкість залежить від пружності та густини середовища

Частота від частоти джерела коливань.

Довжина хвилі -прямо пропорційна швидкості

• обернено пропорційна періоду
• прямо пропорційна частоті.

При переході з одного середовища в інше змінюється швидкість і довжина хвилі. Частота незмінна.

 

5. Питання:

 

V. Закріплення нового матеріалу.

 

Задача 1

 

На рисунку зображено положення шнура, яким поширюється хвиля та напрям її поширення. Сторона клітинки дорівнює 5 см. Визначте:

1. амплітуду, період, довжину та швидкість хвилі.
2. Напрямок руху точок А, Б,С.
3. Кількість коливань , що робить кожна точка шнура за 20 с.

 

 

 

 

 

Чому дорівнює швидкість морських хвиль, якщо вони піднімають плаваючий буй кожні 1,5с, а відстань між гребенями сусідніх хвиль дорівнює 6м?

 

Дано Т=1,5 с λ=6м	Розв’язання Запишемо формулу для знаходження швидкості при наявному періоді та довжині хвилі:                                Перевіримо одиниці вимірювання:                                Підставимо значення у дану формулу і знайдемо швидкість хвилі:                                Відповідь: швидкість хвилі дорівнює 4 м/с.
υ - ?

 

 

VІ. Підсумки уроку. Рефлексія.

1.          Чи було вам цікаво на уроці?
2.          Що вам сподобалося?
3.          Що ви ще хотіли б дізнатися з даної теми?
4.          Ми вивчили тільки деякі властивості тільки механічних хвиль. Є багато інших властивостей (відбивання, додавання, огинання перешкод) та інших крім механічних хвиль.

 

VІІ. Завдання додому.

1. Опрацювати § 17.

2. Впр 17 (5)