Урок колебания 2


Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение гимназия №9














Урок физики в 9 классе

Тема: «Колебательные системы. Период колебаний колебательной системы».












Учитель: Королёва О.П.


Задачи урока:
Заинтересовать ребят с различным уровнем подготовки;
Вовлечь весь класс в совместный процесс познания;
Определить каждому посильную для него задачу.

Цели урока:

Образовательные –организовать систематизацию и углубление знаний о свободных механических колебаниях;
Обеспечить усвоение и закрепление нового материала;
Развивающие – развивать логическое мышление учащихся;
Способствовать овладению ими исследовательскими умениями;
Развивать познавательный интерес;
Воспитательные – формирование у школьников представления о процессе научного познания;
Продолжить формирование представлений о связи природы и духовного мира человека.

Оборудование к уроку: секундомер; комплект гирь, пружины, штативы лабораторные; линейки разной длины; цилиндры разного радиуса; стаканы химические с водой; U-образные трубки; карточки с заданиями.


Ход урока.

Вводное слово учителя: Каждому из вас знакомы стихотворные строки:

О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух.
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.

Удивительно точно подметил А.С.Пушкин характер научной деятельности! Любому открытию сопутствуют опыт, талант открывателя и даже случай.
А были ли открытия в вашей жизни? Что значат слова: «Я сделал открытие»?
Если человек своим трудолюбием, упорством достигает истины в чём-либо, то это и есть его открытие. Вот что по этому поводу говорил Б.Л.Пастернак:

Во всём мне хочется дойти до самой сути.
В работе, в поисках пути, в сердечной смуте.
До сущности протекших дней, до их причины,
До оснований, до корней, до сердцевины.
Всё время схватывая нить судеб, событий,
Жить, думать, чувствовать, любить, свершать открытья.

На сегодняшнем уроке мы также попытаемся совершить небольшие, но зато самостоятельные открытия.
Недавно вы изучили механические колебания.
(Через проектор демонстрирую примеры колебательных систем)












А вот какие примеры колебаний описывает поэт Н.А.Заболоцкий:

Рождённый пустыней, колеблется звук,
Колеблется синий на нитке паук.
Колеблется воздух, прозрачен и чист,
В сияющих звёздах колеблется лист.

Обратим внимание на одну из колебательных систем в этом поэтическом отрывке.
(Демонстрирую картинку паука на паутине)




Вопрос учителя: Каким способом можно найти период его колебаний?

Ответы учеников:
Измерить время нескольких колебаний и разделить это время на число колебаний.
Если считать паука материальной точкой, нить- невесомой и нерастяжимой. то данную систему можно принять за математический маятник. Зная длину нити и ускорение свободного падения, легко по формуле рассчитать период колебаний.

Учитель: Но как бы вы поступили, если вам предложить исследовать, от чего зависит период свободных колебаний другой колебательной системы?
Ученик: Вначале сделать предположение, от каких величин зависит период колебаний данной системы, а затем это предположение проверить на практике.
Учитель: Верно. Если результат эксперимента согласуется с теорией, то это означает, что гипотеза верна. Процесс научного познания происходит в соответствии со схемой: от фактов и постановки проблемы к гипотезе, от гипотезы к теоретическим выводам, от выводов к их экспериментальной проверке и практическому применению.
(Демонстрирую схему цикла научного познания).












Итак, гипотеза – это один из основных методов познания; будучи доказанной, она становится выражением сущности изучаемого явления.

Теперь я предлагаю вам стать экспериментаторами и исследовать зависимость периода колебаний:
груза на пружине от массы груза;
жидкости в U- образной трубке от высоты водяного столба в ней;
линейки, помещённой на цилиндр, от её длины;
линейки, помещённой на цилиндр, от радиуса этого цилиндра.

Эту работу вы будете выполнять в парах, обмениваясь идеями. Б.Шоу по этому поводу говорил: «Если у вас есть яблоко и у меня есть яблоко и если мы обменяемся этими яблоками, то у вас и у меня останется по одному яблоку. А если у меня есть идея и у вас есть идея и мы обмениваемся идеями, то у каждого из нас будет по две идеи».
Я раздам вам карточки с заданиями двух уровней сложности. В задании первого уровня есть лишь наводящие вопросы по данному эксперименту; в задании второго уровня указана проблема, эксперимент, а выводы по нему вы должны сделать сами.

Учащиеся берут необходимое оборудование и листок с таблицей, который должны заполнить в ходе эксперимента.

№ опыта
Гипотеза
Что я делал
Что измерял
Вывод из эксперимента








Итак, вы выдвигаете гипотезу по проблеме, кратко записываете, что будете делать и измерять, каков вывод из эксперимента.

(На работу отводится 15-20 минут)

После выполнения работы ученики анализируют результаты эксперимента и заполняется таблица.

Колебательная система
Период колебаний
Вывод


Эксперимент
Теория


Груз на пружине

13 EMBED Equation.3 141513 QUOTE 141513 QUOTE 1415


13 EMBED Equation.3 1415
Опыт подтвердил гипотезу

U-образная трубка
13 QUOTE 1415



Опыт подтвердил гипотезу

Линейки разной длины на цилиндре




Опыт подтвердил гипотезу

Линейка на цилиндрах разного диаметра



Опыт подтвердил гипотезу


Формулы для периодов колебаний по теории в таблице записаны.

Итак, результаты проведённого эксперимента согласуются с выводами, которые даёт теория. А это означает, что и опыт, и теория подтверждают гипотезу. Вместе же они представляют методы научного познания природы.













А есть ли общее, что характерно для всех колебательных систем? Если в системе возникает возвращающая сила, пропорциональная смещению, то в ней могут происходить колебания. Все гармонические колебания математически аналогичны!

Я предлагаю вам несколько вопросов по теме сегодняшнего урока. Для ответов прошу воспользоваться сигнальными карточками с кодом, имеющимися у вас на столах: А –красный цвет, Б – синий цвет, В – жёлтый цвет, Г – белый цвет.

Вопросы:
Координата колеблющегося тела изменяется по закону x=2cos(2пt)/ Чему равен период колебаний?
А. 1с. Б.2с. В. 0,5с. Г. 4с.
2. Как изменится период колебаний математического маятника, если его длина увеличится в 4 раза?
А. увеличится в 2 раза. Б. Увеличится в 4 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.
3. Как изменится период колебаний математического маятника, если его поднять над поверхностью Земли?
А. Увеличится. Б. Не изменится. В. Уменьшится. Г. Сначала увеличится, потом уменьшится.
4. Как изменится период колебаний груза на пружине, если жёсткость пружины увеличить в 9 раз?
А. Увеличится в 9 раз. Б. Увеличится в 3 раза. В. Уменьшится в 9 раз.


Г. уменьшится в 3 раза.

Заключительный этап.

Подведём итоги урока. На столах у вас карточка с изображением окружности, в ней 8 радиусов.

Поставьте точки на радиусах, отмеченных цифрами, соответствующие вашей отметке за каждый вопрос по пятибалльной системе (оценке «5» соответству ет точка на окружности ) На радиусе ОА отметьте уровень сложности задания, который вы выбрали при выполнении эксперимента. Оцените свою работу: за правильность конечного результата в эксперименте (радиус ОВ), за самостоятельность (ОС) и оригинальность (ОD). Соедините на рисунке 8 точек линиями, вы получите многоугольник. Чем больше его площадь, тем продуктивнее вы работали на уроке.














Надеюсь, что знание методов научного познания поможет вам лучше ориентироваться в окружающем мире, а природные явления станут для вас более понятны и привлекательны.

Всё известно вокруг, тем не менее
На земле ещё много того,
Что достойно порой удивления и твоего, и моего.
Удивляйся росе, удивляйся цветам.
Удивляйся упругости стали,
Удивляйся тому, чему люди порой
Удивляться уже перестали.



Карточки с заданиями.

Карточка №1 (1-й уровень)

Задание: исследовать, зависит ли период колебаний груза на пружине от массы груза.
Рекомендации.
Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.
Продумайте ход эксперимента.
Как наиболее точно можно определить период колебаний?
Опыт выполните не менее трёх раз.
определите отношения периодов и отношения масс.
сделайте вывод о существующей зависимости. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?
Карточка №1 (2-й уровень)

Задание: установить, существует ли зависимость периода колебаний груза на пружине от массы груза.

Рекомендации.
Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.
Продумайте ход предстоящего эксперимента.
Сделайте вывод из него. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?




Карточка №2 (1-й уровень)

Задание: исследовать, зависит ли период колебаний жидкости в U-образной трубке от высоты столба этой жидкости.

Рекомендации.
1.Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.
2. Продумайте ход предстоящего эксперимента. (Под высоте водяного столба следует понимать высоту жидкости в обоих коленах трубки при её равновесии)
3. Для выведения жидкости из положения равновесия воспользуйтесь резиновой трубкой, слегка дунув в неё.
4. Как наиболее точно можно определить период колебаний жидкости?
5. Опыт провести не менее трёх раз.
6. Определите отношение периодов и отношение высот.
7. Какой вывод можно сделать из сравнения отношений? Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?
Карточка №2 (2-й уровень)

Задание: установить, существует ли зависимость периода колебаний жидкости в U-образной трубке от высоты столба этой жидкости.
Рекомендации.
Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.
Продумайте ход предстоящего эксперимента.(Под высотой столба жидкости следует понимать общую высоту в обоих коленах)
Сделайте вывод из своего эксперимента. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

Карточка №3 (1-й уровень)

Задание: исследовать зависит ли период колебание линейки, помещённой на неподвижный цилиндр, от её длины.

Рекомендации.
1.Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.
2. Продумайте ход эксперимента.
3.как наиболее точно можно определить период колебаний линейки?
4. Опыт проведите с линейками разной длины.
5. Определите отношение периодов и отношение длин линеек.
6. Какой вывод можно сделать из сравнения отношений? Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

Карточка №3 (2-й уровень)
Задание: установить, существует ли зависимость периода колебаний линейки, помещённой на неподвижный цилиндр, от её длины.

Рекомендации.
Сформулируйте гипотезу исследования.
Продумайте ход эксперимента.
Сделайте вывод из него. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

Карточка №4 (1-й уровень)

Задание: исследовать, зависит ли период колебаний линейки, помещённой на неподвижный цилиндр, от его радиуса.

Рекомендации.
Сформулируйте гипотезу исследования.
Продумайте ход эксперимента.
Как наиболее точно можно определить период колебаний линейки?
Опыты проведите с цилиндрами разного радиуса.
Определите отношения периодов и отношения радиусов.
Какой вывод можно сделать о зависимости периода колебаний от радиуса? Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

Карточка №4 (2-й уровень)

Задание: установить, существует ли зависимость периода колебаний линейки, помещённой на неподвижный цилиндр, от радиуса цилиндра.

Рекомендации.
Сформулируйте гипотезу исследования.
Продумайте ход эксперимента.
Сделайте вывод из него. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?











































































Королева Ольга Петровна



Гипотеза

Проблема

Факты

Теория

Эксперимент

Теоретические
(абстрагирование, выдвижение гипотезы, аналогия, моделирование)

Эмпирические
(наблюдение, измерение, эксперимент)

Методы познания



Root Entry

Приложенные файлы


Добавить комментарий