Скачать 121.83 Kb.
|
Урок по теме: "Динамика свободных колебаний", 11-й классЦели и задачи урока: Образовательные:
Развивающие:
Воспитательные:
Тип урока: комбинированный урок изучения нового материала. Оборудование: учебник “Физика-10” Мякишев Г. Я., Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцкий, тестовое задание, мультимедийное учебное пособие «Физика» Просвещение, нитяной и пружинный маятники. Эпиграф: “Науку все глубже постигнуть стремись, Познанием вечного жаждой тянись. Лишь первых познаний блеснет тебе свет, Узнаешь: предела для знания нет.” Фирдоуси (персидский и таджикский поэт 940–1030 гг.) План урока:
ХОД УРОКА 1. Организационный момент. Здравствуйте, ребята и уважаемые гости. Я рада приветствовать вас на уроке физики. Физики, которую любят многие, и на уроке, которого ждут с нетерпением. (Слайд) 2. Мотивация и целеполагание. Всюду в нашей жизни мы встречаемся с колебательными движениями: периодически движутся участки сердца и легких, колеблются ветви деревьев при порыве ветра, ноги и руки при ходьбе, колеблются струны гитар, колеблется спортсмен на батуте и школьник, пытающийся подтянуться на перекладине, пульсируют звезды (будто дышат), а возможно и вся Вселенная, колеблются атомы в узлах кристаллической решетки…Остановимся! На прошлом уроке мы познакомились с кинематическими характеристиками колебаний. Тема сегодняшнего занятия “Динамика свободных колебаний”. Запишем ее в тетрадь. Ученый Л.И. Мандельштам говорил, что если посмотреть историю физики, то можно увидеть, что главные открытия были связаны по существу с колебаниями. И нам тоже сегодня предстоят открытия. (Слайд 1 с эпиграфом) (Слайд 2 с целью урока) Цель нашего урока – проанализировать причины и основные закономерности свободных колебаний. 3. Актуализация знаний. Для достижения цели урока нам необходимо вспомнить материал прошлого занятия. Фронтальный взаимоопрос.
- Вставка к понятию амплитуда: амплитуда колебаний вершины Останкинской башни в Москве (высота 540 м) при сильном ветре около 2,5 м. - По графику определить основные кинематические характеристики колебательного движения, давая им определения. Получить уравнение зависимости х от t (Слайд 3 с графиком). Учащиеся в тетрадях выполняют работу, один у доски, одновременно даются определения величинам. 4. Изучение нового материала. Динамику колебаний рассмотрим на двух классических примерах – на примере колебаний тела, прикрепленного к пружине, и на примере колебаний груза, подвешенного на нити (Слайд 4). Анализ этих примеров мы будем проводить по общему плану: 1) определение колебательной системы; 2) формулировка упрощающих предположений; 3) составление уравнения движения; 4) выяснение причин колебаний 5) определение периода колебания. Пример 1. Математический маятник (Слайд 5). 1) Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящейся в поле тяжести Земли. Идеальный и реальный маятники. 2) Прежде, чем приступить к выводу уравнения движения математического маятника, примем два упрощающих условия: - силы трения должны быть малы, и потому их можно не учитывать; - будем рассматривать лишь малые колебания маятника с небольшим углом размаха. 3) На слайде рисунок По второму закону Ньютона произведение массы тела на его ускорение равно сумме всех сил приложенных к телу. Этих сил в данном случае две: сила натяжения нити и сила тяжести. Поэтому уравнение движения маятника принимает вид: ma=T+mg, Перепишем уравнение в проекциях на ось ОХ. Имеем: Таким образом max = - mg/Ix. Отсюда a =. 4) Для установления причин свободных колебаний математического маятника рассмотрим процесс колебания более подробно (Cлайд 6). Причинами свободных колебаний математического маятника являются: - действие на маятник силы натяжения и силы тяжести, препятствующей его смещению из положения равновесия и заставляющей его снова опускаться; - инертность маятника, благодаря которой он, сохраняя свою скорость, не останавливается в положении равновесия, а продолжает движение. 5) Для нахождения периода свободных колебаний математического маятника воспользуемся формулой . Эта формула содержит циклическую частоту , которая измеряется в 1/с и должна выражаться через те характеристики пружинного маятника, которые входят в его уравнение движения. В этом уравнении в качестве коэффициента перед координатой х стоит отношение g/i. В каких единицах измеряется это соотношение? м/с2/м=1/с2 1/с2= (1/с)2. Таким образом Подставляя в формулу для периода, получаем Применение – точное определение g/Аномалии – залежи руды. Устали? Тогда я предлагаю отвлечься на небольшую историческую паузу (Выступление уч-ся, слайд 7). Галилео Галилей – великий итальянский ученый – один из создателей точного естествознания, всю свою жизнь посвятил физике и астрономии, сделав ряд важных открытий. Родился в городе Пизе, известном своей наклонной башней. Учился сначала в монастырской школе, а затем в университете. Уже в студенческие годы Галилей увлекся изучением колебаний. Он обнаружил, что колебания маятника не зависят от его массы, а определяются длиной подвеса. Сохранилось предание о том, как молодой студент медицинского факультета Галилео Галилей в одно из воскресений 1583 года с интересом следил за качаниями зажженных лампад в церкви. По ударам пульса он определил время, необходимое для полного размаха лампад. С этого времени медицину пришлось ему оставить и сосредоточиться на физике. Пример 2. Пружинный маятник (Слайд 8). 1) Колебательная система в этом случае представляет собой совокупность некоторого тела и прикрепленной к нему пружины. Вертикальный и горизонтальный маятники. 2) Попробуем вместе по аналогии с математическим маятником принять упрощающие предположения. Анализ свободных колебаний, совершаемых пружинным маятником, значительно упрощается, если: -силы трения, действующие на тело, пренебрежимо малы и, поэтому их можно не учитывать; - деформации пружины в процессе колебаний тела невелики, так что можно их считать упругими и пользоваться законом Гука. 3) Предлагаю получить уравнение свободных колебаний учащегося. Получим уравнение движения пружинного маятника. - запишем 2 закон Ньютона в векторном виде и в проекциях на ось ОХ. ma=F(упр) ; ma= -kx; a= -k/m*x. Это уравнение называют уравнением свободных колебаний пружинного маятника. 4) Для установления причин свободных колебаний пружинного маятника рассмотрим процесс колебания более подробно. Задание классу: прочитать: §37 с последнего абзаца на стр 114. Таким образом, колебания пружинного маятника имеют следующие причины: -действие на тело силы упругости, пропорциональной смещению тела от положения равновесия и направленной к этому положению; -инертность колеблющегося тела, благодаря которой оно не останавливается в положении равновесия, а продолжает двигаться в прежнем направлении. 5) Для нахождения периода свободных колебаний пружинного маятника воспользуемся формулой . Эта формула содержит циклическую частоту , которая измеряется в 1/с и должна выражаться через те характеристики пружинного маятника, которые входят в его уравнение движения. В этом уравнении в качестве коэффициента перед координатой х стоит отношение k\m. В каких единицах измеряется это соотношение? Жесткость измеряется в Н/м, а 1Н-это 1кг· м/с2. Поэтому для наименований отношения k\m получаем: Н/м/кг= кг ·м/ с2· м· кг = 1/с2= (1/с)2. Таким образом . Подставляя в формулу для периода, получаем Полученное выражение позволяет найти массу тела, если известны период и жесткость. Такой способ определения массы может быть использован в состоянии невесомости, когда обычные весы непригодны. Если сравнить это уравнение с уравнением колебаний математического маятника, то между ними можно заметить много общего: и в том и в другом случае проекция ускорения тела пропорциональна координате тела, взятой с противоположным знаком. Отвлечемся еще на одну историческую паузу (Выступление уч-ся, слайд 9). Христиан Гюйгенс – голландский физик, математик, механик и астроном. Родился в Гааге. Обучался в Лейденском университете юридическим наукам, но не прекращал занятия математикой. Опираясь на исследования Галилея, он решил ряд задач механики. В 1656 году в возрасте 27 лет им были сконструированы первые маятниковые часы со спусковым механизмом. Создание часов, измеряющих время с невиданной для той поры точностью, имело далеко идущие последствия для развития физического эксперимента и практической деятельности человека. До этого ведь время измеряли по истечению воды, горению факела или свечи. Созданная Гюйгенсом к 1673 году теория колебаний явилась одним из оснований для понимания потом природы света. Воспользуемся полученными знаниями для решения задач 5. Закрепление изученного материала №173 и №175 на странице 327 учебника. 6. Первичная проверка усвоения материала. Тестовое задание с взаимопроверкой. Варианты правильных ответов на слайде 10. По количеству правильных ответов поставьте оценку соседу по парте. Предлагаю поднять руки учащимся, получившим те или иные оценки.
6 . Рефлексия. - Что заинтересовало вас сегодня на уроке более всего? - Как вы усвоили пройденный материал? - Какие были трудности? Удалось ли их преодолеть? - Помог ли сегодняшний урок лучше разобраться в вопросах темы? - Пригодятся ли вам знания, полученные сегодня на уроке? 7. Итоги урока. Оценки за урок. 8. Домашнее задание: §37, №174, 176. № 178 по желанию Физик видит то, что видят все: предметы и явления. Он, так же как все восхищается красотой и величием мира, но за этой, всем доступной красотой, ему открывается еще одна: красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. Физику доступна редкая радость – понимать Природу и даже беседовать с ней. Вспомним Ф.И.Тютчева. Не то, что мните вы, природа: Не слепок, не бездушный лик. В ней есть душа, в ней есть свобода, В ней есть любовь, в ней есть язык… Язык Природы – это язык предметов и явлений, и “беседовать” с Природой можно только на этом языке. Спасибо за урок. Урок в 11 классе по теме:"Динамика свободных колебаний".Тип урока: комбинированный урок изучения нового материала. Учитель: Травникова Г. А. 2011г. |
Динамика колебаний. Резонанс. Механические и звуковые волны. Теория... Ходьба с разными движениями на носках – руки за головой, на пятках – руки за спиной, в полуприсед – руки перед собой, с пятки на... | Элективный курс «Компьютерное моделирование свободных и вынужденных электромагнитных колебаний» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины Кулона, электростатическая теорема Гаусса, законы Ома, Джоуля-Ленца, Фарадея-Максвелла, правило Кирхгофа, физика колебаний и волн,... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Урок «Искусственные спутники Земли. Первая космическая скорость» урок в теме Динамика материальной точки | ||
Оглавление Введение 3 Заключение 5 Список использованной литературы 6 Метод свободных ассоциаций является основным методом психоаналитической терапии. Первое применение метода свободных ассоциаций было... | Колебателбное движение. Величины характеризующие колебательное движение Сформировать понятие механических колебаний, о его частоте, периоде и амплитуде; рассмотреть виды колебаний, их характеристики | ||
Урок по теме "Семейный бюджет" 8-й класс Предмет Технология (учитель Никифорова Г. Е.) Урок по теме "Семейный бюджет" 8-й класс | Технологическая карта урока русского языка. Класс Место и роль урока в изучаемой теме: последний урок по теме; урок обобщающего повторения | ||
Сценарий урока в 9 классе по теме «Колебательное движение. Колебательные системы» Образовательная: Сформировать у учащихся представления о колебательном движении; свободных колебаниях и колебательных системах; изучить... | Урок по теме: «Бактерии. Грибы. Лишайники.» Продолжительность: урок... Технологии: урок с применением здоровьесберегающих технологий, интерактивной мультимедийной презентации | ||
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) аналитическая динамика... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,... | Методические указания и контрольные задания для студентов заочников... Охватывают такие вопросы, как определение амплитуд скорости, ускорения и энергии, периода механических колебаний, силы тока, напряжения,... | ||
Урок по химии 9 класс. Тематический зачет по теме: «Металлы» Обучающая: повторить, обобщить, закрепить и проконтролировать знания учащихся по данной теме | Урок – последний урок в теме. Учебный предмет Урок входит в тематический блок "Россия первой четверти XVIII века", проводимый урок – последний урок в теме | ||
841а – 27. 11. 09 (на практич занятии) 841э –26. 11. 09 (на практич... Охватывают такие вопросы, как определение амплитуд скорости, ускорения и энергии, периода механических колебаний, силы тока, напряжения,... | Календарно-тематическое планирование. 5 Класс учитель : Ларина Т. В Тема: Повторение изученного по теме «Фонетика». Урок-расследование. Урок для 5 класса |