Розв’язання задач на тему «Механічні коливання»
Рішення завдань на тему «Механічні коливання»
Мета та завдання уроку:
Освітні:
- добитися засвоєння учнями висновку рівняння руху пружинного та математичного маятників та формул періоду коливань;
- продовжити формування поняття про гармонійне коливання;
- продовжити розвивати вміння порівнювати явища, виділяти основне, застосовувати закони механіки до аналізу коливального руху;
- сформувати вміння вирішувати завдання з цієї теми.
- розвивати мотивацію вивчення фізики, використовуючи різноманітні прийоми.
- розвивати вміння роботи з додатковою літературою;
- сприяти розвитку вміння самостійної роботи з підручником.
Обладнання:підручник “В.В. Жилко, Л.Г. Маркович, Фізика-11, 2008”, тестове завдання, слайди, нитяний та пружинний маятники.
Епіграф:“Науку все глибше осягнути прагну, Знанням вічного жадобою тягнися. Тільки перших знань блисне тобі світло, Дізнаєшся: межі знання немає.”
Фірдоусі (перський та таджицький поет 940–1030 рр.)
План уроку:
| Етап уроку | Мета | Час | Методи та прийоми |
| Організаційний момент | Позитивний настрій для вивчення теми | 1 хв. | Оповідання |
| Мотивація та цілепокладання | Сформулювати цілі та завдання уроку | 2 хв | Оповідання. Записи у зошит. |
| Актуалізація знань | Перевірити вихідний рівень знань з пройденої теми | 9 хв | Фронтальна бесіда. Рішення завдання. Записи на дошці та в зошит. |
| Розв'язання задач | Застосування теоретичних знань на практиці | 25 хв | Запис на дошці та у зошиті |
| Первинна перевірка засвоєння матеріалу | Перевірити знання учнів на тему | 5 хв | Тестування. Взаємоконтроль |
| Рефлексія |
1. Організаційний момент.
Здрастуйте, хлопці та шановні гості. Я радий вітати вас на уроці фізики.
2. Мотивація та цілепокладання.
Усюди в нашому житті ми зустрічаємося з коливальними рухами: періодично рухаються ділянки серця та легень, коливаються гілки дерев при пориві вітру, ноги та руки при ходьбі, коливаються струни гітар, коливається спортсмен на батуті та школяр, який намагається підтягнутися на перекладині, пульс дихають), а можливо і весь Всесвіт, коливаються атоми у вузлах кристалічної решітки ... Зупинимося! Минулого уроку ми познайомилися з кінематичними характеристиками коливань. Тема сьогоднішнього заняття “Рішення завдань на тему механічні коливання”.Запишемо її в зошит.Вчений Л.І. Мандельштам говорив, що якщо подивитися історію фізики, то можна побачити, що головні відкриття пов'язані по суті з коливаннями. І нам також сьогодні чекають відкриття. Мета нашого уроку – проаналізувати причини та основні закономірності вільнихколивань.
3. Актуалізація знань.
Для досягнення мети уроку нам потрібно згадати матеріал минулого заняття.
– Що таке механічні коливання?
- Які коливання називають вільними?
- Які умови потрібні для виникнення вільних коливань?
- Які коливання називаються гармонійними?
- Перерахуйте основні кінематичні характеристики коливального руху.
4. Розв'язання задач.
1. Вирва з піском підвішена на нитці. Чи змінюватиметься період коливань лійки у міру висипання піску? (Не буде)
2. Яка була довжина математичного маятника, якщо при зменшенні його довжини на 5 см частота коливань збільшилась у 1,5 раза? (9 см.)
3. Один математичний маятник має період коливань 3, а інший – 4 с. Який період коливань маятника, довжина якого дорівнює сумі довжин вказаних маятників? (5 с.)
Втомилися? Тоді пропоную відволіктися на невеликуісторичну паузу( Виступ уч-ся, ).
Галілео Галілей – великий італійський учений – один із творців точного природознавства, все своє життя присвятив фізиці та астрономії, зробивши низку важливих відкриттів. Народився у місті Пізі, відомому своєю похилою вежею. Навчався спочатку у монастирській школі, а потім в університеті. Вже у студентські роки Галілей захопився вивченням вагань. Він виявив, що коливання маятника не залежить від його маси, а визначаються довжиною підвісу. Збереглося переказ про те, як молодий студент медичного факультету Галілео Галілей в неділю 1583 року з цікавістю стежив за гойданнями запалених лампад у церкві. По ударах пульсу він визначив час, необхідний повного розмаху лампад. З того часу медицину довелося йому залишити та зосередитисьна фізиці.
4. Напишіть рівняння гармонійних коливань, якщо частота дорівнює 0,5 Гц, амплітуда 80 см. Початкова фаза коливань дорівнює нулю.
5. Напишіть рівняння гармонійних коливань, якщо амплітуда дорівнює 7 см і за 2 хв відбувається 240 коливань. Початкова фаза коливань дорівнює π /2 рад.
Відвернемося ще одну історичну паузу ( Виступ уч-ся, ).
Християн Гюйгенс – голландський фізик, математик, механік та астроном. Народився у Гаазі. Навчався в Лейденському університеті юридичних наук, але не припиняв математики. Спираючись на дослідження Галілея, він вирішив низку завдань механіки. У 1656 році у віці 27 років їм було сконструйовано перший маятниковий годинник зі спусковим механізмом. Створення годинника, що вимірює час з небаченою для тієї пори точністю, мало далекосяжні наслідки для розвитку фізичного експерименту та практичної діяльності людини. До цього ж час вимірювали через воду, горіння факела або свічки. Створена Гюйгенсом до 1673 року теорія коливань стала однією з підстав розуміння потім природи света.
5. Первинна перевірка засвоєння матеріалу.
Тестове завдання із взаємоперевіркою. Варіанти правильних відповідей на слайді. За кількістю правильних відповідей поставте оцінку сусідові по парті.
Пропоную підняти руки учням, які отримали ті чи інші оцінки.
| 1 варіант | 2 варіант |
| 1. Як зміниться період коливань математичного маятника, якщо амплітуду його коливань зменшити вдвічі? Тертя відсутнє. |
1) Зменшиться у 1,4 рази.
2) Збільшиться у 1,4 рази. 3) Зменшиться у 2 рази. 4) Збільшиться у 2 рази. 5)Не зміниться.
2. Як зміниться період коливань математичного маятника, якщо довжину нитки збільшити у 1,5 раза? Вкажіть число найближче до відповіді.
1) Зменшиться у 1,2 рази. 2)Збільшиться в 1,2 разиа. 3) Зменшиться у 1,4 раза. 4) Збільшиться в 1,4 рази. 5) Зменшиться в 1,5 рази. (4)6) Збільшиться в 1,5 рази.
3. Вантаж, прикріплений до пружини, здійснює гармонійні коливання горизонтальній площині. Як зміниться період коливань, якщо масу вантажу та жорсткість пружини збільшити у 2 рази?
1) Зменшиться у 4 рази. 2) Збільшиться вчетверо. 3) Зменшиться у 2 рази. 4) Збільшиться у 2 рази. 5)Не зміниться.
4. При гармонійних коливаннях пружинного маятника вантаж проходить шлях від правого крайнього положення до положення рівноваги за 0,7 с. Який період коливань маятника?
5. При гармонійних коливаннях пружинного маятника з періодом 1с та амплітудою 12 см тіло досягло мінімальної швидкості. Чому рівна в цей момент координата тіла?
1) Тільки 0 см. 2) Тільки 12 см. 3) Тільки - 12 см. 4)12 см або -12 см. 5) Серед відповідей 1-4 немає правильної відповіді.
1) Збільшиться у 2 рази.
2) Зменшиться у 2 рази. 3) Трохи збільшиться. 4) Трохи зменшиться. 5)Не зміниться.
2. Вантаж, прикріплений до пружини, здійснює гармонійні коливання горизонтальній площині. Як зміниться період коливань вантажу, якщо жорсткість пружини збільшити у 2 рази?
1) Зменшиться у 2 рази. 2) Збільшиться у 2 рази. 3)Зменшиться в 1,4 рази. 4) Збільшиться в1,4 рази. 5) Не зміниться.
3. Вантаж, прикріплений до пружини, здійснює гармонійні коливання горизонтальній площині. Як зміниться період коливань вантажу, якщо його масу та жорсткість пружини зменшити у 2 рази?
1) Зменшиться у 4 рази. 2) Збільшиться вчетверо. 3) Зменшиться у 2 рази. 4)Збільшиться у 2 рази. 5)Не зміниться.
4. При гармонійних коливаннях математичного маятника вантаж проходить шлях від правого крайнього становища до рівноваги за 0,5 з. Який період коливань маятника?
1) 0,5 с. 2) 1,0 с. 3) 1,5 с. 4)2,0 с. 5) Серед відповідей 1-4 немає правильної відповіді.
5. Вантаж, прикріплений до невагомої та нерозтяжної нитки, здійснює гармонічні коливання у вертикальній площині з періодом 1,5 с та амплітудою 15 см. Чому дорівнює координата вантажу в момент, коли він досягає мінімальної швидкості?
1) Тільки 0 см. 2) Тільки 15 см. 3) Тільки –15 см. 4)15 см або –15 см.6. Рефлексія.
– Що зацікавило вас сьогодні на уроці найбільше?
- Як ви засвоїли пройдений матеріал?
- Які були труднощі? Чи вдалося їх подолати?
- Чи допоміг сьогоднішній урок краще розібратися у питаннях теми?
- Чи знадобляться вам знання, отримані сьогодні на уроці?
7. Підсумки уроку. Оцінки за урок.
8. Домашнє завдання: §48, 49,
Фізик бачить те, що бачать усі: предмети та явища. Він, як і все захоплюється красою і величчю світу, але за цією, всім доступною красою, йому відкривається ще одна: краса закономірностей у нескінченному розмаїтті речей і подій. Фізиці доступна рідкісна радість - розуміти Природу і навіть розмовляти з нею. Згадаймо Ф.І.Тютчева.
Не те, що ви думаєте,природа: Не зліпок, не бездушне обличчя. У ній є душа, у ній є свобода, У ній є любов, у ній є мова…
Мова Природи - це мова предметів і явищ, і "розмовляти" з Природою можна тільки цією мовою.