Відкритий урок "Амплітуда коливань"

Коливальний рух. Амплітуда коливань. Період коливань.

Мета:

Навчальна: Забезпечити засвоєння учнями нового матеріалу, формувати в учнів уявлення про коливальний рух, розуміння поняття амплітуда, період і частота коливань, розглянути особливості вільних і вимушених, затухаючих і незатухаючих коливань, їх застосування в техніці та де вони зустрічаються в природі.

Розвивальна: Подовжувати формувати в учнів уміння спостерігати фізичні явища, порівнювати, встановлювати зв’язки між новими та засвоєними знаннями, розвивати критичне мислення, увагу.

Виховна: Виховувати пізнавальний інтерес, такі якості як вміння співпрацювати з іншими учнями.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Обладнання: Картки з завданнями, математичний маятник, нитки різної довжини, секундомір, кулька, метроном, відео-фрагмент «Руйнування моста».

 

 

Зробіть усе, що можете, застосувавши те, що знаєте,

знаходячись там де ви є.

                                                                                                                             Теодор  Рузвельт

 

 

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Доброго дня. Давайте розпочнемо сьогоднішній  урок, епіграфом  якого я обрала слова  Теодора  Рузвельта

Зробіть усе, що можете, застосувавши те, що знаєте,

знаходячись там де ви є.

Я бажаю вам на уроці плідної роботи, успіху та здобути нові знання.

На партах у вас є картки з самооцінюванням, в яких ви самі себе будете оцінювати після кожного завдання.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань

А ми продовжуємо вивчати механічний рух. Тож давайте згадаємо:

Фронтальне опитування:

1. Чому дорівнює період обертання Землі навколо Сонця? (365 днів)
2. Які фізичні величини характеризують рівномірний рух по колу?
3. Чому дорівнює період обертання годинної стрілки годинника? хвилинної? секундної?(12 год, 1 год, 1 хвилина)

 

А щоб піти нам з вами далі, давайте перевіримо як ви готові до сьогоднішнього уроку. Перше завдання нашого уроку «Установіть відповідність ( завдання на карточках)»

Варіант 1

1. Період обертання …   2. Формула періоду обертання …   3. Одиниця вимірювання частоти в системі СІ   4. Формула частоти обертання

А.   Б. В. – це фізична величина, яка дорівнює часу, за який тіло, що рівномірно обертається, здійснює один повний оберт Г. 1/хв. Д.

 

Варіант 2

1. Формула періоду обертання   2. Частота обертання …   3. Формула частоти обертання   4. Формула швидкості руху тіла по колу

А. – це фізична величина, яка дорівнює кількості обертів за одиницю часу Б. В. Г. Д. l ∙ t

Поміняйтесь листочками зі своїм сусідом. Перевірте роботу свого сусіда. (По черзі діти відповідають на запитання. Якщо є помилки проаналізувати їх)

 За кожну правильну відповідь 0,5 балів. Порахуйте відповідну кількість балів.

    

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Візьміть аркуш паперу та поколихуйте його. Подивіться на стіл. (Демонстрація коливань (метроном, математичний маятник)).  Що спільного в даних рухах. (Вони коливаються.).

 

Бесіда з учнями. Чи знаєте ви про те, що 100 років тому в Америці в  Оклахомі зруйнувався міст? Я пропоную вам переглянути відео та подумати чому це відбулося. (Відео «Руйнування моста»).

Чому це сталося? (Тому що міст коливався!)

І щоб цього не сталося в нашому житті, ми сьогодні почнемо вивчати коливальний рух та його характеристики. А більш детально, ми ознайомимося в старшій школі.

А які величини характеризують коливальний рух ви дізнаєтесь із ребусів.

 

Розв’яжіть ребуси: (кожній групі по одному ребусу)

  (Амплітуда)

 

       (Період)

         (Частота)

 

Запишіть тему уроку: Коливальний рух.  Амплітуда, період і частота коливань. Маятники.

Мета уроку: розуміння поняття коливального руху, з'ясувати характеристики цього руху (амплітуда, частота, період).

 

ІV. Вивчення нового матеріалу.

Коливання — найпоширеніша форма руху в навколишньому світі та техніці. Коливаються дерева під дією вітру, поршні у двигуні автомобіля. Коливається серце.

 

Запитання класу. Діти, а чи можете ви навести свої приклади коливань?

 

Усе це приклади механічних коливань.

 

Питання класу. Дітки, а на якому уроці, ви вже знайомилися з цим рухом? (А на природознавство ви вчили механічний рух?).  Як ви вважаєте, що таке механічне коливання?

 

Механічні коливання - це рухи тіл, які точно або приблизно повторюються через певні інтервали часу.

 

Для найпростішого опису коливального руху  використовують фізичні величини:

 

Амплітуда коливань — це максимальна відстань від положення рівноваги.

Амплітуду коливань позначають символом А.

 

Одиниця амплітуди коливань в СІ — метр:

[A] = м.

 

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

l₀ =4A

 

Питання класу. Амплітуда коливань маятника становить 2 см. Який шлях проходить тіло за одне повне коливання? (l₀ = 4*2 см= 8 см=0,08м)

 

А зараз в групах розв’яжіть задачі. І група: Якщо тіло відхилилося від положення рівноваги на 3 см. Який шлях пройде тіло за одне коливання? (12см)

ІІ група: Якщо тіло відхилилося від положення рівноваги на 0,5 м. Який шлях пройде тіло за одне коливання? (2 м)

ІІІ група: Якщо тіло відхилилося від положення рівноваги на 157 мм. Який шлях пройде тіло за одне коливання? (628 мм)

 

 Які бувають коливання? 

Виведемо маятник зі стану рівноваги та відпустимо. Маятник почне коливатися. Такі коливання називають вільними (це коливання, які відбуваються не дії зовнішньої сили).

Якщо маятника не торкатися, то через певний час амплітуда його коливань помітно зменшиться, а ще через якийсь час коливання припиняться зовсім. Такі коливання називають затухаючими.

Затухаючі коливання – це коливання, амплітуда яких із часом зменшується.

   

Питання класу. Які ви можете навести приклади затухаючих коливань із повсякденного життя? (Прикладами затухаючих коливань є погойдування гілки дерева після того, як із неї злетів птах, гойдалки і дзвоника, коливання струни гітари і гілки дерева)

 

А якщо маятник весь час штовхати, що ми будемо спостерігати?

Такі коливання називають вимушені. (відбуваються  під  періодичною  дією  зовнішнього  тіла,  що  не  дозволяє коливанням затухати). 

   Питання класу. Діти, наведіть свої приклади незатухаючих коливань? (Прикладами незатухаючих коливань є рух крил комах та птахів, рух голки швацької нитки, коливання маятника  заведеного будильника) 

 

Крім амплітуди, коливальний рух характеризують період та частота коливань. Спробуйте аналогічно за означенням обертального руху дати визначення частоти та періоду коливального руху. (Діти висувають свої гіпотези.)

Коригуємо їхні версії і робимо висновок, що:

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

Період коливань позначають символом Т. Одиниця періоду коливань в СІ — секунда:

[T] = с

 

Частота коливань — це фізична величина, яка дорівнює кількості коливань за одиницю часу.

Позначають частоту коливань символом ν («ню») 

 

Ці величини позначаються такими самими літерами, як і для обертального руху, вимірюються в таких самих одиницях. Давайте пригадаємо. (Учні називають літерні позначення величин та перелічують їх одиниці.)

Одиниця частоти коливань в СІ — герц (Гц):

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

 

V. Повторення і систематизація знань учнів.

1. Гра «Фейк чи правда» Учням даються картки червоного і зеленого кольору. На кожне висловлювання учні повинні дати відповідь, якщо твердження вірне, то учні показують зелену картку, якщо твердження – фейк, то червону картку.

• Якщо за 2 с маятник здійснив 8 коливань, то період коливань 4 с. (Очікувана відповідь: Фейк)
• 220 коливань здійснить матеріальна точка за 5 с, якщо частота коливань становить 440 Гц. (Очікувана відповідь: Фейк)
• У природі існують вільні коливання. (Очікувана відповідь: Правда)
• Період коливань позначають символом А. (Очікувана відповідь: Фейк)
• Частоту коливань позначають символом Т. (Очікувана відповідь: Фейк)
• Період коливань визначають за формулою (Очікувана відповідь: Правда)

 

2.          Дослідницька  робота (робота в групах) Визначте, чому дорівнює  період коливань математичного маятника.

Дослідницька робота

1 група

Мета дослідницької роботи: Експериментальним шляхом, визначити період коливань.

Чому дорівнює період коливань математичного маятника довжиною 50 см.

Завдання:

1. Відхиліть кульку від положення рівноваги на 10 см, відпустіть та виміряйте час, за який маятник здійснить 10 коливань.

N= 10,      t = __ с,

2. Визначте період  за формулою 

 

2 група

Мета дослідницької роботи: Експериментальним шляхом, визначити період коливань.

Чому дорівнює період коливань математичного маятника довжиною 50 см.

Завдання:

 Відхиліть кульку від положення рівноваги на 5 см, відпустіть та виміряйте час, за який маятник здійснить 10 коливань.

N= 10,      t = __ с,

 Визначте період  за формулою 

 

3 група

Мета дослідницької роботи: Експериментальним шляхом, визначити період коливань.

Чому дорівнює період коливань математичного маятника довжиною 25 см.

Завдання:

1. Відхиліть кульку від положення рівноваги на 10 см, відпустіть та виміряйте час, за який маятник здійснить 5 коливань.

N= 5,      t = __ с,

2. Визначте період  за формулою 

 

 

 

VІ. Підсумки уроку.

Яка була мета нашого уроку?

 

1. Що ми сьогодні вивчали?
2. Які коливання називають механічними?
3. Дайте визначення амплітуди коливань. У яких одиницях її вимірюють?
4. Дайте визначення періоду коливань. Як його визначити? У яких одиницях його вимірюють?
5. Дайте визначення частоти коливань. Як її визначити? У яких одиницях її вимірюють?

 

Всі молодці. Сьогодні додатково отримають бали …, тому що були найактивнішими на уроці. Підрахуйте всі свої бали.

 

VІІ. Домашнє завдання

1.    Переказати § 21, відповідати на запитання
2.    Середній рівень: Наведіть 10 прикладів коливальних рухів.
3.    Достатній рівень: Гойдалка за 1,5 хвилини здійснила 15 повних коливань. Знайдіть період та частоту коливань гойдалки.
4.    Високий рівень: За 4 хвилини тіло здійснило 700 коливань. Який шлях пройшло тіло за цей час, якщо амплітуда коливань дорівнює 3 см?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Картка самооцінювання

Прізвище, ім‘я учня _________________________________  Дата _________

 

№ з/п	Вид навчальної діяльності	Максимальна кількість балів	Оцінка 0-12б.
1.	Завдання на карточках	2
2.	Перегляд відео «Руйнування моста»	1
3.	Ребус	1
4.	Визначити шлях коливань	1
5.	Гра «Фейк чи правда»	2
6.	Розв’язування задач	3
7.	Додаткові бали за відповіді	2
	Загальна кількість балів	12

 

 

Картка самооцінювання

Прізвище, ім‘я учня _________________________________  Дата _________

№ з/п	Вид навчальної діяльності	Максимальна кількість балів	Оцінка 0-12б.
1.	Завдання на карточках	3
2.	Перегляд відео «Руйнування моста»	1
3.	Ребус	1
4.	Визначити шлях коливань	1
5.	Гра «Фейк чи правда»	2
6.	Розв’язування задач	2
7.	Додаткові бали за відповіді	2
	Загальна кількість балів	12