Тема урока. Распространение механических колебаний в упругой среде.
На доске эпиграф к уроку:
«Без сомнения все наши знания начинаются с опыта» И.Кант.
Тип урока: комбинированный
Цель:
-обучающая: повторить основные понятия по теме «Механические колебания»; ознакомить учащихся с понятием механических волн, их основными видами и механизмом их возникновения и распространения. Сформулировать понятия волны, поперечной и продольной волны, скорости и длины волны;
-развивающая: активизацировать познавательную деятельность учащихся, умение воспринимать информацию, анализировать, сравнивать, делать выводы, применять знания в конкретных ситуациях; расширить кругозор; установить межпредметные связи;
-воспитательная: воспитывать организованность, активность, самостоятельность, умение выражать свои мысли, культуру речи и общения; формировать научное мировоззрение,
прививать интерес к предмету.
Технические средства:
- мультимедиа проектор;
- [link] .
Раздаточный материал: стаканчики с водой, пипетки, чайные ложки, шнур для проведения опытов.
Ход урока.
І. Приветствие. Организация класса. Создание благоприятной рабочей атмосферы.
Приветственное слово учителя.
ІІ. Объявление темы и цели урока.
Посмотрите на экран и послушайте звуки (на экране видеозапись морских волн, игры на скрипке; фото цунами, землетрясения). Как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке?
Правильно. О волнах. Сегодняшний урок называется «Путешествие по волнам». Какая известная вам работа художника – мариниста Айвазовского? («Девятый вал») (Слайд).
Вам предстоит преодолеть «Девятый вал», а точнее выполнить 9 видов работы.
1вал. Актуализация опорных знаний.
Прежде, чем перейти к изучению нового материала, мы повторим ранее изученный .
На прошлых уроках мы с вами ознакомились с механическими колебаниями.
Вспомним:
І.
1).Что называется механическими колебаниями?
2). Какие условия возникновения механических колебаний?
3). Назовите виды колебаний.
4). Перечислите физические величины, характеризующие колебательное движение.
ІІ.
1).Верите ли вы, что свободные колебания – колебания, совершающиеся под действием периодической силы? (Нет).
2).Верите ли вы, что вынужденные колебания – незатухающие? (Да).
3).Верите ли вы, что гармонические колебания совершаются по закону синуса? (Да).
4).Верите ли вы, что свободные колебания - затухающие? (Да).
ІІІ. Исправьте ошибку (формулы на доске)
2 вал. Проверка домашнего задания.
Что называется резонансом?
Примеры «вредного» проявления резонанса.
Примеры «полезного» проявления резонанса.
Что называется автоколебаниями? Пример.
Какие составляющие необходимы для автоколебаний?
Мы рассмотрели колебания в отдельных колебательных системах: математический маятник, пружинный маятник. Но мы не говорили о том, что происходит в среде, когда находящееся в ней тело совершает колебания.
3 вал. Наблюдения.
Слова Козьмы Пруткова (слайд)
«Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание
будет пустою забавою».
Мы же сегодня выясним, как и почему такое явление возникает и не будем
заниматься пустой забавой, будем экспериментировать, наблюдать, делать выводы.
1) Опыт со стаканом и каплей воды (учащиеся с помощью пипетки капают воду в стаканчики с водой; наблюдают возникновение и распространение волн).
2) Опыт со жгутом (один конец жгута неподвижно держит один ученик, а другой конец перемещает вверх-вниз другой; наблюдают возникновение и распространение волны).
Вывод: во всех случаях источником волн являются колебания. Если, возникнув в одном месте, колебания распространяются в соседние участки пространства, то говорят о волновом движении – волне.
Все частицы среды связаны между собой силами взаимного притяжения и отталкивания.
Поэтому, если хотя бы одну частицу вывести из положения равновесия, то она потянет за
собой рядом находящуюся частицу. Таким образом, колебания будут передаваться от
одной частицы к другой. Такое движение называется волновым.
Определение волны.
Механической волной (волновым движением) называется распространение колебаний в
пространстве от точки к точке, от частицы к частице с течением времени.
Вопрос учителя: что является источником волны?
Источником волны являются колеблющиеся тела, которые создают в окружающем пространстве деформацию среды.
Слайд с каплей
4 вал. Теоретический.
Мы будем рассматривать упругие механические волны – волны, которые распространяются в упругой среде. (Упругая среда – среда, если между ее частицами существуют силы взаимодействия, которые препятствуют деформации этой среды).
1). Показ слайдов: виды волн (поперечные, продольные, особые - на поверхности воды).
2).Запись темы урока и определений волны и видов волн.
Вопрос учителя: в каких упругих средах могут распространяться механические волны?
(Предполагаемые ответы учащихся и опытное подтверждение):
- в воздухе (прослушивание трели соловья);
- в твердых телах (эксперимент с ложками: приложить ухо к поверхности парты и ударить по парте ложкой);
- в жидкостях (слайд).
А может ли услышать звук космонавт в открытом космосе? (Нет). Почему? (нет упругой среды).
Проблемный вопрос.
Учитель ставит перед классом проблему: а происходит ли перенос вещества при распространении волн?
Как правило, мнения разделяются. Учитель предлагает классу поставить "эксперимент на себе”.
5 вал. Физическая и эмоциональная разгрузка.
Ученики выстраиваются в шеренгу, кладя руки на плечи друг другу. По команде учителя один из учеников начинает совершать периодические движения влево-вправо. Колебания передаются другим учащимся и возникает "волна”, которую наблюдают учащиеся. Определяют вид волны. Затем повторяют движение вверх-вниз и тоже определяют вид волны.
Учитель при этом обращает внимание учащихся на то, что при распространении колебаний в пространстве не происходит переноса вещества. Учащиеся остаются на месте, в то время как колебания передаются от одного к другому.
Таким образом, при проведении своеобразной "физкультминутки” темп урока сохраняется и закрепляются полученные знания.
6 вал. Волны в поэзии.
Учитель предлагает ученикам вспомнить строки из поэтических произведений, в которых упоминались бы волны. (Чтение учащимися отрывков их стихотворений).
7 вал. Физические величины и формулы.
1). Показ слайдов
а) с определениями физических величин, характеризующих волну;
б) с формулами;
в) с графиками зависимости x(t) и x(s).
2). Запись учащимися определений физических величин и формул в тетрадях.
8 вал. Учимся решать задачи.
Учитель отмечает, что форма волны повторяется со временем. Волновое движение – периодическое в пространстве и времени.
Задача.
Определить, как движутся точки на графике (направление волны указано).
[pic]
(На листе бумаги А-4 изображен график распространения волны и несколько точек на нем. Для наглядности нужно такой же график изобразить на прозрачной пленке (например, на файле) и совместить с графиком на листе. Затем переместить файл по направлению движения волны и сделать вывод о направлении движения точек).
9вал: Закрепление материала.
1.Какие особенности волнового движения?
1.Любые волны исходят от источника колебаний; колебания частиц в процессе распространения волны – вынужденные, их частота равна частоте колебаний источника.
2. Волна распространяется в пространстве не мгновенно, а с некоторой скоростью. После начала колебаний одной частицы, другие начнут колебаться не сразу, а через некоторое время.
3. Волновое движение не сопровождается переносом вещества – частицы только совершают колебания относительно своего положения равновесия).
2. Решение задач.
Учащиеся начинают решать задачи самостоятельно, учитель проверяет правильность решения, а затем задания первого и третьего уровней записывают на доске двое учеников.
1. Волна распространяется со скоростью 6 м/с при частоте колебания 5 Гц.
Какова длина волны? (1 уровень).
2.Расстояние между соседними гребнями волны 8 м. Чему равен период
и частота колебаний в этой волне, если скорость ее распространения
равна 4 м/с? (2 уровень).
3.Рыболов заметил, что за 10с поплавок совершил на волнах 20 колебаний,
а расстояние между соседними гребнями волн равно 1,2 м? Какова
скорость распространения волн? (3 уровень).
ІІІ. Подведение итогов. Оценивание ответов учащихся.
IV. Рефлексия.
