Урок з теми "Коливальний рух" в 11 класі

Урок  

Тема уроку: Розв’язування задач за темою «Коливальний рух».

Цілі уроку: - сприяти закріпленню знань по темі, придбанню вмінь і навичок при розв’язуванні  задач;

- сприяти розвитку мови, мислення, пізнавальних і загальнотрудових умінь; сприяти оволодінню методами наукового дослідження: аналізу й синтезу; розвивати творче мислення, уміння порівнювати й спостерігати, правильно пояснювати з погляду фізики повсякденні явища й процеси.

- формувати сумлінне відношення до навчальної праці, позитивній мотивації до навчання, комунікативних умінь; сприяти вихованню гуманності,  дисциплінованості, естетичного сприйняття миру;

Оснащення уроку: дошка, крейда, карточки з умовами задач, збірники задач, таблиці.

Тип уроку: урок закріплення знань.

План уроку

I. Організаційний етап...…………………………………………......………..…...... 2 хв.

II. Етап постановки цілей і завдань уроку ...……………………..…………........…1 хв.

ІІІ. Актуалізація опорних знань………………………………………………….…. 8 хв.

ІV. Розв’язування задач …………………………………………………………….  25  хв.

V. Самостійна робота …………………………………………………………….…. 5 хв.

VІ.  Домашнє завдання ...………………………………………………............…… 1 хв.

VIIІ.  Рефлексія ...……………………………………………………………............. 2 хв.

ІX. Підведення підсумків уроку ……………...…………………………………...... 1 хв.

Конспект уроку

I. Організаційний етап

Учитель:

Здрастуйте. Дівчинки, сіли. Хлопчики, сіли.

Перш ніж ми почнемо урок фізики, я хотіла б, щоб кожний з вас настроївся на урок. Просто розслабтеся й скажіть собі: «Я перебуваю зараз на уроці фізики. А про все інше я не буду думати зараз, я подумаю про це потім».

II. Етап постановки цілей і завдань уроку. 

•         повторити основні поняття по темі;
•         навчитися розв’язувати задачі;
•         виконати самостійну роботу. 

ІІІ. Актуалізація опорних знань

Учитель задає питання, учні відповідають на питання.

Учитель. Які коливання називають вільними?

Учень. Це коливання, що відбуваються в механічній системі під дією внутрішніх сил системи після короткочасного впливу зовнішньої сили.

Учитель. Які умови існування вільних коливань?

Учень. Система перебуває поблизу положення стійкої рівноваги й сили тертя досить малі.

Учитель. Що називають амплітудою коливань.

Учень. Максимальне значення величини, що випробовує коливання за гармонійним законом.

Учитель. Дати визначення періоду гармонійних коливань.

Учень. Час одного повного коливання. ( T= )

Учитель. Дати визначення частоти  коливань.

Учень. Число повних коливань, чинених тілом за 1с. ( ν = )

Учитель. Дати визначення циклічної частоти коливань.

Учень. Число повних коливань, чинених за 2π секунд. ( w = 2 πν)

Учитель. Що називається математичним маятником?

Учень. Ідеалізована коливальна система без тертя, що складає з невагомої й нерозтяжної нитки, на якій підвішена матеріальна крапка.

Учитель. Період коливань математичного маятника.

Учень. T = 2π.

Учитель. Період коливання вантажу на пружині.

Учень. T = 2π.

Учитель. Що відбувається при коливаннях?

Учень. Взаємні періодичні перетворення потенційної й кінетичної енергії.

ІV. Розв’язування задач.

Учитель контролює правильність розв’язування  й пояснення завдань учнями, учні виконують завдання.

Якісні задачі

1. У скільки разів зміниться період коливань банки з піском, якщо в результаті висипання піску повна маса банки зменшиться в 2 рази? Банка підвішена: а) на довгій нитці; б) на пружині (коливання вертикальні). ( Відповідь: а) не зміниться; б) зменшиться в π/2    разів.)

2. Космонавт взяв із собою на Місяць наручні механічні годинники й маятникові годинники. Які з них ідуть на Місяці так само, як на Землі? 

3. Чи зміниться період коливань гойдалок, якщо замість однієї людини на гойдалка сядуть двоє?

4. Як зміниться період коливань маятника, якщо його перенести з повітря у воду або в грузле масло?

Розрахункові задачі

Задача 1.  Знайти масу вантажу, що на пружині твердістю 250 Н/м робить 20 коливань за 16 с.

Розв’язування:

По визначенню Т = , де N - число коливань.

З формули Т =2π   знайдемо масу:

m = = = = 4 кг.

Відповідь: 4 кг.

Завдання 2. У скільки разів зміниться частота коливань математичного маятника при збільшенні довжини нитки в 3 рази?

Розв’язування:

Для математичного маятника Т = 2π , тому     

Відповідь:

Завдання 3. На яку відстань треба відвести від положення рівноваги вантаж масою     640 г, закріплений на пружині твердістю 0,4 кН/м, щоб він проходив положення рівноваги зі швидкістю 1 м/с?

Розв’язування:

При відведенні вантажу Е_к1 = 0, при проходженні положення рівноваги Е_П2=0.

За законом збереження енергії Е_П1=Е_К2:.

Звідки   х = =0,04 м.

Відповідь: 0,04 м.

Завдання 4. Яка маса вантажу, що коливається на пружині твердістю 0,5 кн/м, якщо при амплітуді коливань 6 див він має максимальну швидкість 3 м/с?

Розв’язування:

Знайдемо масу з формули 

m = = 0,2 кг.

Відповідь: 0,2 кг.

V. Самостійна робота

«Коливання математичного маятника і вантажу на пружині».

Початковий рівень

1.   Підвішений на пружині вантаж робить малі коливання у вертикальному напрямку. Уважаючи коливання незатухаючими, укажіть всі правильні твердження.

A. Період коливань залежить від маси вантажу.

Б. При проходженні вантажем положення рівноваги швидкість вантажу максимальна.

B.  Частота коливань залежить від амплітуди.

2.   Підвішений на пружині вантаж робить малі коливання у вертикальному напрямку. Уважаючи коливання незатухаючими, укажіть всі правильні твердження.

A. Чим більше твердість пружини, тим більше період коливань.

Б. Період коливань залежить від амплітуди.

B.  Швидкість вантажу змінюється згодом періодично.

Середній рівень

1. Математичний маятник довжиною 99,5 см за один хвилину робив 30 повних коливань. Визначите період коливання маятника й прискорення вільного падіння в тім місці, де перебуває маятник. (Відповідь: 2 с; 9,81 м/с².)

2. Вантаж масою 9,86 кг робить коливання на пружині з періодом 2 с. Чому дорівнює жорсткість пружини? Яка частота коливань вантажу? (Відповідь: 97 Н/м; 0,5 Гц.)

Достатній рівень

1. При збільшенні довжини математичного маятника на 10 см його період коливань збільшився на 0,1 с. Яким був початковий період коливань? (Відповідь: 2 с.)

2. Два маятники, довжини яких відрізняються на 22 см, роблять у тому самому місці Землі за якийсь час один - 30 коливань, інший - 36 коливань. Знайдіть довжини маятників. (Відповідь: 0,72 м; 0,5 м.)

Високий рівень

1.   Як зміниться період коливань маятника, якщо перенести його із Землі на Марса. Маса Марса в 9,3 рази менше маси Землі, а радіус Марса в 1,9 рази менше радіуса Землі? (Відповідь: збільшиться в 1,6 рази.)

2.   З якою частотою буде коливатися ціпок масою 2 кг і площею поперечного перерізу   5 см², що плаває на поверхні води у вертикальному положенні? (Відповідь: 0,25 Гц.)

VI. Домашнє завдання: вивчити § підручника, відповідати на контрольні питання;  розв’язати задачі; експериментальне завдання ( для бажаючих ).

VII. Рефлексія.

Учитель:

Що ж, наш урок підходить до завершення. У тій атмосфері й обстановці, у якій ми сьогодні працювали, кожний з вас почував себе по-різному. І зараз мені б хотілося, щоб ви оцінили, наскільки внутрішньо комфортно відчував себе на цьому уроці, кожний з вас, всі разом як клас, і чи сподобалося вам та справа, якою ми з вами сьогодні займалися.

VIII. Підведення підсумків уроку 

А тепер давайте разом оцінимо вашу роботу на сьогоднішньому уроці. Тому, я пропоную вам оцінити роботу своїх товаришів. Я залишаю за собою право підкоректувати виставлені оцінки, тому що я також стежив за роботою кожного з вас на уроці.