Сценарий урока по теме «Колебательное движение»
Цели урока:
Образовательные:
Создать педагогические условия, при которых учащиеся смогут:
Изучить законы колебаний математического маятника.
Установить зависимость периода колебаний от амплитуды, массы груза, ускорения свободного падения и длины нити.
Развивающие:
Создать условия для:
Развития у обучающихся метапредметных компетенций – умения выдвигать гипотезы, ставить перед собой цели, определять пути достижения целей,
Развития умения анализировать и систематизировать информацию, полученную экспериментальным путем, делать выводы.
Формирования у обучающихся способности к самостоятельному мышлению.
Воспитательные:
Способствовать развитию коммуникативных компетенций при работе в малых группах – осознанию чувства ответственности за общий результат, взаимопомощи и взаимовыручки.
Задачи урока:
1. Изучить законы колебаний математического маятника на основе данных, полученных экспериментальным путем (с помощью лабораторного эксперимента);
Повторить формулы периода колебаний математического маятника;
Применить полученные данные при решении задач и ответе на качественные вопросы.
Применяемые педагогические методики:
Технология деятельностного подхода, фронтальный опрос, проблемно - поисковые методы при выполнении исследований учащихся, групповые формы работы.
Необходимое оборудование:
Компьютер с проектором для учителя, лабораторное оборудование для выполнения фронтальных экспериментальных заданий.
Ход и содержание урока, деятельность учителя и учеников.
Этап урока
Деятельность учителя
Деятельность учащегося
Мотивация учащихся (1-2 минуты)
Добрый день! Я рада приветствовать вас на уроке, который мне хотелось бы начать словами Конфуция «Скажи мне – и я забуду, покажи мне – и я запомню, дай сделать – и я пойму». Как вы думаете, что означает эта фраза?
Учащиеся поясняют: можно послушать и забыть, можно посмотреть и просто запомнить, но для того, чтобы понять необходимо обязательно попробовать сделать самому.
В ходе нашего урока вам предстоит самостоятельно добывать знания в ходе физических экспериментов и вы сегодня предстанете в роли сотрудников научно-экспериментальной лаборатории.
Фронтальный опрос (актуализация знаний) – 5 минут
Для того чтобы ваша работа была эффективной, нам необходимо повторить материал, пройденный на предыдущих уроках:
1) Что такое колебания?
1) Колебаниями называют периодические изменения физической величины.
2) Какие колебания называются свободными?
2) Колебания, происходящие под действием внутренних сил системы, называются свободными.
3) Какие колебания называются гармоническими?
3) Колебания, происходящие по закону синуса или косинуса, называются гармоническими.
4) Назовите характеристики колебательного движения.
4) Амплитуда, период, частота.
5) Что такое амплитуда?
5) Максимальное отклонение колеблющейся величины от положения равновесия.
6) Что такое период колебаний?
6) Минимальный промежуток времени, через который колебания повторяются.
7) Что такое частота колебаний?
7) Величина, обратная периоду колебаний.
8) Приведите примеры известных вам колебательных систем.
8) Качели, поплавок на волнах, колебания камертона, маятник часов.
Первичное введение в тему – 5 минут
Как вы думаете, при каких условиях тело под действием силы начинает колебаться?
Тело совершает колебательные движения, если при выведении его из положения равновесия возникает сила, стремящаяся вернуть его в исходное положение.
Простейшие колебательные системы, при помощи которых можно изучать параметры колебательных движений – пружинный и математический маятник. Сегодня мы остановимся с вами на одной из них – математическом маятнике. Не хватит пальцев на руках, если начать пересчитывать "профессии" маятника. И сейчас их число только увеличивается. Так, если раньше с маятником или лозой (рамкой) в руках искали воду - во все времена, и успешно, - то сейчас ещё ведут поиск затонувших кораблей и мест скопления рыбы. Ищут людей в завалах шахт, при землетрясениях и в снежных обвалах, ищут - и находят! А месторождения ископаемых открывают таким странным образом и до сих пор.
Как вы думаете, зачем необходимы такие ограничения – нить длинная и невесомая, груз – материальная точка (тело пренебрежимо малых размеров)?
Дети делают предположения.
От чего будет зависеть период колебаний такой колебательной системы?
От угла отклонения, от амплитуды колебания, от массы груза, от длины нити.
Экспериментально-исследовательская работа учащихся – по группам (15-20 минут)
Сегодня вы представители научно-экспериментальных лабораторий и вам предстоит в ходе выполнения экспериментальных заданий проверить правильность выдвинутых вами гипотез. Посовещайтесь и определите необходимое оборудование, а также последовательность действий для проверки ваших предположений (если у учащихся возникнут затруднения, учитель задает наводящие вопросы, приводя детей к самостоятельному выбору лабораторного оборудования и порядка действий).
Учащиеся самостоятельно выбирают лабораторное оборудование и определяют порядок действий. При выполнении экспериментальных заданий учащиеся заносят результаты в рабочую тетрадь ученика и формулируют первичные выводы.
Задание №1: «Исследование зависимости периода колебаний математического маятника от амплитуды».
Амплитуда
Число колебаний N
Время колебаний
t (c)
Период Т (с)
Вывод:
Х1 =2см
20
Х2 =4см
20
Х3 =6см
20
Задание №2: «Исследование зависимости периода колебаний от массы груза»
Число колебаний N
Время колебаний
t (c)
Период Т (с)
Вывод:
Шар 1
20
Шар 2
20
Шар 3
20
Задание №3: «Исследование зависимости периода колебаний от длины нити»
Дли
а нити
Число колебаний N
Время колебаний
t (c)
Период Т (с)
Вывод:
l= 5см
20
l=15см
20
l=25
20
Для закрепления физических величин, характеризующих колебательное движение, решение нескольких задач.
Период вертикальных колебаний железнодорожного вагона равен 0,5 с. Определите частоту колебаний вагона.
Маятник совершил 20 колебаний за 1мин 20 секунд. Найти период и частоту колебаний.
Частота колебаний стометрового железнодорожного моста равна 2 Гц. Определите период этих колебаний.
Теперь давайте попробуем обобщить все ваши данные, полученные в ходе выполнения экспериментальных заданий и сформулировать общий вывод.
Опираясь на данный вывод и полученную зависимость, учитель знакомит учащихся с формулой периода колебаний математического маятника.
Обобщая полученные результаты, ученики самостоятельно формулируют вывод.
Период колебаний математического маятника зависит от
-длины нити,
-ускорения свободного падения
и не зависит от
-амплитуды колебаний и
-массы груза.
Анализ и практическое использование полученных знаний – 1-2 минуты
Где же используется данная зависимость?
Устройство первых часов было основано на действии математического маятника. Ход этих часов регулировался длиной нити подвеса. С помощью математического маятника очень просто измерить ускорение свободного падения. Значение величины g меняется в зависимости от строения земной коры, от присутствия в ней тех или иных полезных ископаемых, поэтому геологи для разведки залежей до сих пор используют прибор, основанный на зависимости периода колебаний математического маятника от значения g. Маятник использовался для доказательства суточного вращения Земли.
Рефлексия деятельности на уроке (3мин)
Вы сегодня замечательно поработали. Многие из вас достигли новых вершин, познали новое для себя, смогли поделиться своими знаниями с товарищами по группе. Я предлагаю вам оценить свою работу на уроке при помощи циферблата часов, дорисовав стрелку в том секторе, который соответствует вашей деятельности на уроке.
Рефлексия практической деятельность предусмотрена при подведении выводов по итогам каждого экспериментального задания, общая рефлексия на уроке организуется в конце урока при помощи заключения учащихся «Понял хорошо, могу объяснить другим», «Понял, но решение задач вызывает трудности», «Понятно не все, решение задач вызывает трудности», «Практически ничего не понял»), который, по их мнению, более всего соответствует их уровню познания нового материала.
Домашнее задание
§30, упр.27(1,2,3)
«Колебательное движение»
Рабочая тетрадь сотрудника научно-экспериментальной лаборатории
Для того чтобы ваша работа была эффективной, нам необходимо повторить материал, пройденный на предыдущих уроках:
1) Найдите соответствие:
1) Что такое колебания 1). Колебания, происходящие под действием внутренних сил системы, называются свободными.
2) Какие колебания называются свободными? 2) Колебаниями называют периодические изменения физической величины.
Назовите характеристики
колебательного движения 3) Величина, обратная периоду колебаний.
5) Что такое амплитуда? 5) Минимальный промежуток времени, через который колебания повторяются.
6) Что такое период колебаний? 6) Максимальное отклонение колеблющейся величины от положения равновесия.
7) Что такое частота колебаний? 3) Амплитуда, период, частота.
8) Приведите примеры известных вам колебательных систем: ________________________________________________________________________
2) Экспериментальная работа:
Задание №1: «Исследование зависимости периода колебаний математического маятника от амплитуды».
Амплитуда
Число колебаний N
Время колебаний
t (c)
Период Т (с)
Вывод:
Х1 =2см
20
Х2 =4см
20
Х3 =6см
20
Задание №2: «Исследование зависимости периода колебаний от массы груза»
Число колебаний N
Время колебаний
t (c)
Период Т (с)
Вывод:
Груз 1
20
Груз 2
20
Груз3
20
Задание №3: «Исследование зависимости периода колебаний от длины нити»
Длина нити
Число колебаний N
Время колебаний
t (c)
Период Т (с)
Вывод:
l= 5см
20
l=15см
20
l=25
20
3) Решите задачи:
Период вертикальных колебаний железнодорожного вагона равен 0,5 с. Определите частоту колебаний вагона.
Решение:
Ответ:______________
Маятник совершил 20 колебаний за 1мин 20 секунд. Найти период и частоту колебаний.
Решение:
Ответ:______________
Частота колебаний стометрового железнодорожного моста равна 2 Гц. Определите период этих колебаний.
Решение:
Ответ:_______________
Заключение научно-экспериментальной работы:
Чему вы научились на уроке в роли научного сотрудника?
________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________
Общий итог работы (подчеркните правильное утверждение):
«Понял хорошо, могу объяснить другим»
«Понял, но решение задач вызывает трудности»
«Понятно не все, решение задач вызывает трудности»
«Практически ничего не понял»
Дата: Подписи:
Научный сотрудник: /____________________/
T=1/V
T=1/V
T=1/V
T=1/V
T=1/V
T=1/V
V=1/T
V=1/T
V=1/T
V=1/T
V=1/T
V=1/T
Т=t/N
Т=t/N
Т=t/N
Т=t/N
Т=t/N
Т=t/N
V=N/t
V=N/t
V=N/t
V=N/t
V=N/t
V=N/t
-
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
1
