|
Конспект уроку до предмету Фізика, 11 клас
Тема уроку: “Коливальний рух. Параметри коливань”
Мета уроку: продемонструвати особливості коливного руху, розглянути приклади механічних коливних систем та означити основні параметри коливань та причину виникнення.
Обладнання: математичний маятник, вертикальний та горизонтальний пружинні маятники.
Програмне забезпечення: Interactive Physics 3.0 (http://www.arborsci.com/Files/ipdemo.exe)
Хід уроку.
1. Оголошення мети уроку та форми контролю.
2. Змістова частина.
У природі існує необмежена кількість прикладів рухів, які можна віднести до коливних. Більшість рухів, які наближаються до математичних моделей рівномірного, рівно змінного руху при ретельному розгляді обов’язково містять елементи коливних рухів. Як приклад, рух автомобіля по реальній дорозі характеризується не тільки зміною чи стабільністю швидкості його руху, а і поштовхами, зумовленими нерівністю дорожнього покриття, що приводять до виникнення коливань корпуса автомобіля. Макроскопічні тіла зазвичай здійснюють складні коливні рухи, що важко описати мовою математичного аналізу. Проте, знехтувавши цілою низкою чинників можна створити математичні моделі коливних систем, які у першому наближенні відповідають особливостям коливного руху цих тіл. Розглянемо коливні системи, які найкраще піддаються математичному аналізу і складають основу більшості інших систем.
Демонстрація 1. Демонструється коливання вантажу на довгій нитці (модель математичного маятника), коливання вантажу на вертикальній пружині (модель вертикального пружинного маятника), вантажу закріпленого на горизонтальній пружині вздовж горизонтальної направляючої (модель горизонтального пружинного маятника).
Означення 1. Математична модель, яка складається з масивного тіла, з’єднаного з довгою, невагомою, нерозтяжною ниткою називається математичним маятником.
Означення 2. Математична модель, яка складається з масивного тіла, з’єднаного з невагомою пружиною, називаються пружинним маятником.
Розглянемо горизонтальний пружинний маятник та ознайомимось з основними параметрами, що характеризують коливання.
х – зміщення маятника;
X max – максимальне зміщення маятника (амплітуда);
Т – період коливань;
v - частота коливань;
w - циклічна частота.
Означення 3. Час, протягом якого маятник здійснює одне повне коливання, називається періодом коливань. T
Означення 4. Кількість коливань маятника протягом 1с називається частотою коливань. v
Означення 5. Добуток частоти коливань на число 2П називається циклічною частотою коливань. w = 2П'v
Ілюстрація 1. Демонструється модель пружинного маятника, створеного в середовищі Interactive Physics 3.0. На моделі показуємо повне коливання маятника та зміну його періоду і частоти.
Одиниця виміру частоти коливань називається 1 Герц
[v] = 1 Гц
Між періодом коливань і їх частотою існує простий зв’язок, що визначається формулою
Головною причиною виникнення коливань є сила пружності, що направлена до положення рівноваги маятника. Ця сила є внутрішньою силою системи. Аналогічно, причиною виникнення коливань в інших системах є сили, що також будуть повертати маятник до положення рівноваги. Розглядаються приклади вертикального пружинного і математичного маятника.
3. Контроль.
Контроль здійснюється карткою тестового контролю. Картка використовується двічі: наприкінці 1 і на початку 2 уроку. Контроль побудований по принципу визначення індивідуальних недоліків при засвоєнні матеріалу. Оцінювання здійснюється за результатами остаточних відповідей. За попередніми відповідями робиться висновок про ефективність викладу матеріалу. На попереднє опрацювання відводиться 5 хв., остаточне – 10 хв.
Картка контролю.
| Прізвище, ім’я
|
|
| Клас
|
|
| №
| Зміст запитання
| Варіанти відповіді
| Попередня відповідь
| Остаточна відповідь
|
1.
| Виберіть рух, який відноситься до коливних.
| А) автомобіль набирає швидкість;
Б) автомобіль здійснює розворот;
В) автомобіль рухається після потрапляння на впадину дороги;
Г) автомобіль гальмує.
|
|
|
2.
| З поверхні Землі видно 60% поверхні Місяця. Причиною цього є ...
| А) огинання променями світла поверхні Місяця;
Б) коливання Землі при її добовому обертанні;
В) зміна положення спостерігача при добовому обертанні Землі;
Г) коливання Місяця при обертанні навколо Землі.
|
|
|
3.
| Який рух можна віднести до вільних коливань?
|
А) дитина розхитується на гойдалці;
Б) поплавець коливається хвилею на воді;
В) важкий предмет коливається на довгому шнурі;
Г) листок тремтить на вітрі.
|
|
|
4.
| Яка модель найкраще описує коливання дитини на гойдалці?
| А) математичний маятник;
Б) вертикальний пружинний маятник;
В) горизонтальний пружинний маятник;
Г) жодна модель.
|
|
|
5.
| Періодом коливання маятника називається...
| А) час, що розділяє два однакових положення маятника;
Б) час, протягом якого маятник приходить в положення рівноваги;
В) час одного повного коливання;
Г) час коливання маятника.
|
|
|
6.
| Знайдіть період коливань, якщо тіло за 8 с зробило 12 повних коливань.
| А) 2/3 с;
Б) 3/2 с;
В) 1,5 с;
Г) 8 с.
|
|
|
7.
| Якій частоті відповідає період коливань маятника 0,1 с?
| А) 0,1 Гц;
Б) 10 Гц;
В) 1 Гц;
Г) 0,01 Гц.
|
|
|
8.
| 8. Скільки повних коливань зробить маятник протягом 3 с, якщо його частота 0,5 Гц?
| А) 6;
Б) 10;
В) 0,5;
Г) 1.
|
|
|
9.
| Чому рівна циклічна частота коливань з періодом 0,2 с?
| А) 10П;
Б) 20П;
В) 5П;
Г) 2П.
|
|
|
10.
| Який період коливань з циклічною частотою 20П?
| А) 1 с;
Б) 10 с;
В) 0,1 с;
Г) 0,01 с.
|
|
|
11.
| Який шлях пройде маятник протягом 2 с, якщо його максимальне зміщення 2 см, а період коливань 0,5 с?
| А) 16 см;
Б) 32 см;
В) 4 см;
Г) 2 см.
|
|
|
12.
| Яке переміщення здійснить маятник протягом 4 с, якщо його період 0,5 с, а максимальне зміщення 1 см?
| А) 0 см;
Б) 4 см;
В) 2 см;
Г) 1 см.
|
|
|
Підсумковий бал
|
|
|
|
|
4. Домашнє завдання
§ 8. 10.7, 10.10 Збірник різнорівневих завдань для державної підсумкової атестації з фізики. Гімназія. Харків. Гельфгат І.М.
Надіслано главою ассоціації вчителів фізики «Шлях освіти-ХХI» Чернецьким І.С.
Предмети > Фізика і астрономія > Фізика 11 клас > Коливальний рух. Вільні коливання. Амплітуда, період, частота. Математичний маятник. Коливання вантажу на пружині > Коливальний рух. Вільні коливання. Амплітуда, період, частота. Математичний маятник. Конспект уроку і опорний каркас
|
