Конспект величины характеризующие колебательное движение 9 класс

Обновлено: 06.07.2024

Тема урока: Вел ичины, характ еризующие к олебательное движение.

- сформировать у учащихся пре дставления о колебательном движении;

- изучить св ойства и основные характеристи ки колебательн ых движений.

На прошлом уроке мы начали изучать колебательное движение. Сегодня мы

продолжим изу чение этой тем ы. Но вна чале ответьте на в опросы.

2. Что является осн овным признак ом колебательн ого движени я?

Я напомню вам, что колебательное движение может быть самое

распростра ненное движение в природе: периодически движу тся участки

сердца и легких, колеблются ветви деревьев при порыве ветра, ноги и ру ки

при ходьбе, коле блются стру ны гитар, колеблется сп ортсмен на б атуте и

школьник пытающийс я подтянутся на перекладине, пульсиру ют звезды

(будто д ышат), а возможн о и вся Все ленная, колеблются атомы в узлах

Опыт: На столе два маятника, один колеблется с большим размах ом, а

Вопрос: сравнит е колебани я двух маятни ков, чем он и отличаются?

Вопрос: как вы думаете, а может быть размах коле баний величиной,

Первая характер истика колебатель ного движения - это амплиту да

 На ибольшее по модулю отклонен ие колеблющегося тела от положе ния

Вопрос: Если колеб лющееся тело пройдет от н ачала колебаний путь, равный

четырём амплиту дам, т о сколько колебаний о но совершит ? (одно).

 Пр омежуток времени, в течен ие которого тело совершает одно полное

 Число колеба ний в единицу времени называется час тотой колебаний.

 Фаза – физическая величина, котор ая характеризует состоян ие

Вывод: амплиту да, период, частота, фаза – величины, характер изующие

А теперь попробуем выяс нить от чего зави сит период и частота колебаний

маятника. Выдв игайте гипотез ы. Учащиеся вы двигают гипо тезы:

А теперь гипотез ы ну жно проверить экспериме нтально.

1. Исследу йте зависимость периода кол ебаний маятника от длины нити.

2. Исследуйте з ависимость част оты колеба ний маятника от длины нити.

4. Исследуйте з ависимость пе риода от массы г руза.

Пусть один ученик со общит фломастеру р у кой колебатель ное движение, а

другой протягивае т бумажную ленту, стараясь делать это равномерно.

Покажите, что получилось. Развертка колебаний во времени. Графи к

представляет собой симметричну ю линию. Это график так называем ых

гармоническ их колебаний, которые мы будем рассмат ривать в 11 классе.

Эти термины (амплиту да, период, частота) п ере кочевали и з физики в на шу

Урок соответсвует всем требованиям ФГОС. Урок изучения нового материала полностью построен на совместной деятельности учителя и учащихся, выводы делаются детьми на основе самостоятельно проделанных экспериментов.

Вложение	Размер
Сценарий урока	1.28 МБ
kolebaniya.ppt	1.48 МБ

Предварительный просмотр:

Величины, характеризующие колебательное движение

ознакомление с величинами, характеризующими колебательное движение: А, Т, ν, φ;

умение пользоваться ими для характеристики этих движений;
развитие умения рассуждать и делать выводы

Образовательная: познакомить обучающихся с величинами, характеризующими колебательное движение;

Развивающая: продолжить развивать представления о колебательном движении; развивать общеучебные умения и навыки: сравнивать, анализировать, делать выводы;

Воспитательная: продолжить воспитывать культуру речи, интерес к предмету, умение взаимодействовать в группах и парах.

Тип урока: урок новых знаний

два длинных нитяных маятника, один короткий;
два пружинных маятника и два груза различной массы.
презентация к уроку
Нить
Грузы различной формы и массы

Организационный момент. Организация обучающихся на работу. Учитель приветствует обучающихся, проверяет их готовность к уроку, организует внимание детей (дети включаются в деловой ритм урока, приветствуют учителя, настраиваются на работу).
Актуализация знаний учащихся о колебательных движениях. Выявление уровня знаний о колебательных движениях и определение типичных недостатков знаний.

Фронтальный опрос: продолжите фразу : (слайд 1)

1. Движение, при котором тело откланяется то в одну то в другую сторону, называется …

2. Основной признак …

3. Колеблется тело на нити или тело на пружине …

4. Математическим маятником называется …

5. Колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются …

6. Свободно колеблющиеся тела взаимодействуют с другими телами и вместе с ними образуют систему тел, которая называется …

7. Одно из основных общих свойств колебательных систем заключается в …

Выберите правильный ответ : (слайд 2)

1. Какие из перечисленных ниже движений являются механическими колебаниями?

А. Движение качелей.

Б. Движение мяча, падающего на землю.

В. Движение звучащей струны гитары

2. Свободными называют колебания, которые происходят под действием…

В. … внутренних сил

Мотивационный момент. Создание ситуации (опыт) из которой обучающиеся самостоятельно формулируют тему урок а.

- С помощью данных предметов сделать маятники и заставить их совершать колебательное движение.

Для этого разделимся на 3 группы.

Подводит обучающегося к выводу:

- Чем отличаются ваши маятники?

- В связи с этим, как они колеблются? Почему?

(Обучающиеся демонстрируют маятники (различной длины, различные грузы)

Экспериментируют, качая из стороны в сторону и т. п. Каждая группа демонстрирует свой маятник. Делают выводы. Ответ: длина различная, разный и вес груза, разные пружины)

- По-разному, потому что все маятники разные.

- А чем именно отличаются их колебания? ( одни быстрее совершают колебания, другие медленнее)

- Как вы думаете, о чем мы с вами сегодня будем говорить? Какая будет у нас тема урока?

Подготовка к восприятию нового материала

Помогает сформулировать тему.

Изложение нового материала.

(Первичное восприятие и усвоение нового теоретического учебного материала)

- Давайте вспомним, что мы назвали на прошлом уроке - колебанием? ( возвращение в исходную точку)

- Одинаково ли все ваши маятники это делали?

- Таким образом, первой величиной является…( период )

- Что же такое период?

- Сегодня мы даем точное определение:

- Что теперь мы должны узнать о новой физ. величине?

- Как вы думаете, какие единицы измерения у периода? Помогает назвать единицы измерения.

- Что это? Промежуток времени, значит…

Молодцы! В системе СИ: 1[Т]=1[с]. (слайд 4)

Опыт: (маятники обучающихся) пробуем сами еще раз и приходим к выводу от чего же зависит колебание. Направляет на формулирование вывода.

а ) Длинный и короткий маятники , значит, чем больше длина нити, тем больше Т. (слайд 12)

б) грузы различной массы , значит, чем больше масса, тем больше период. (схема)

- А где в живой природе часто встречаются колебания? Мы их наблюдаем ежедневно.

Приводят примеры колебаний крыльев птиц (колибри, орла и т.п.), комара, мухи, стрекозы – одна группа.

- В чем явная разница этих колебаний?

- Таким образом, есть еще величина , которая характеризует колебание. Это число колебаний за одну секунд.

В физике есть величина:

Частота (ν)- число колебаний за 1с.

В системе СИ какие единицы как вы думаете?

1[ν]=1[Гц]=1[ 1/c]. (слайд 5)

Проверим на опыте: возвратимся к опытам с маятниками, только один возьмите с очень короткой нитью, а другой с длинной.

Направляет деятельность на вывод зависимости.

Какой же из них совершит больше колебаний за равное время? (Ответ: короткий)

Значит, у какого маятника частота больше? (Ответ: у короткого)

А из двух пружинных маятников, у какого частота больше?

- Ребята, одинаково ли зависят период и частота маятника от длины нити, массы груза? (Нет)

Какая же зависимость между Т и ν ? (Ответ: обратно-пропорциональная)

Т=1/ ν и ν=1 /Т схема , слайд 6

- Итак, давайте возвратимся к птицам, которые совершают колебания с разным периодом, а значит и с разной частотой.

Число колебаний крыльев птиц и насекомых за 1 секунду:

Аист=2; Колибри=35-50; Шмели=180-240; Мухи=190-330.

Число колебаний голосовых связок за 1 секунду:

А что еще разного во взмахах крыльев птиц, колебаниях маятников? (размах крыльев, отклонение в сторону от положения равновесия. Направляет на выявление разной амплитуды.)

- И мы знакомимся со следующей величиной, характеризующей колебательное движение:

Амплитуда (А) – наибольшее по модулю отклонение тела от положения равновесия .

В системе СИ: 1[А]=1[м]. (слайд 7)

- Продолжим: осталась еще одна величина, характеризующая колебательное движение). Рассмотрим колебания двух одинаковых маятников.

Проводит опыты: синхронно два маятника, в разные стороны, с запазданием.

- Скажите, чем отличаются данные движения?

Формулирует вывод. Вывод :

- Должна существовать физическая величина, характеризующая эти отличия

Фаза – показывает какая часть периода прошла с момента начала колебания (слайд 8)

Значит, колебания могут осуществляться:

- с некоторой разностью фаз;

- в одинаковых фазах (синфазно).

(Тела движутся в противоположные стороны , навстречу друг другу)

Промежуточный контроль Организует работу с учебником.

Работа по рисункам №58 на стр. 97 (Упр. 24) как колеблются шары на рисунках?

в противофазе;
синфазно;
в противофазе;
в противофазе;
с некоторой разностью фаз;
с некоторой разностью фаз;

можно обсудить в парах Работают с учебником. Рассматривая рисунки, выбирают соответствующие признакам движения.

Обсуждают в парах

Начните свой ответ со слов …(слайд 9)

Понравилось Вам сооружать маятники и работать с ними?

Ну, если понравилось, тогда на следующем уроке еще поработаем с нитяным маятником и докажем опытным путем зависимость периода и частоты свободных колебаний математического маятника от его длины.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Алгасовская средняя общеобразовательная школа

Моршанского района Тамбовской области

План-конспект

открытого урока по физике

Подготовила: учитель физики

Новотомниково 2020 г.

"Величины, характеризующие колебательное движение"

Образовательная – дать определение основных характеристик колебаний, закрепить навыки работы с формулами, навыки оформления задач.

Развивающая – развивать представление учащихся о различных видах движения.

Воспитательная – продолжить формирование представлений о взаимосвязи явлений природы и единой физической картины мира, воспитывать умение наблюдать, слушать и делать выводы.

Образовательные: сформировать у обучающихся представления о колебательном движении, колебательной системе; изучить свойства и основные характеристики колебаний – амплитуду, период, частоту. Помочь ребятам осмыслить практическую значимость изучаемого материала.

Развивающие: продолжить формирование общеучебных способов деятельности, развивать мышление, умения выделять главное в изучаемом материале, сравнивать и обобщать, устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами, их вызывающими. Развивать познавательный интерес обучающихся, используя данные о применении изучаемых явлений в окружающей жизни.

Воспитательные: способствовать формированию компетентностей в сфере социально-трудовой деятельности и в бытовой сфере, привитию культуры умственного труда, содействовать в ходе урока созданию обстановки сотрудничества .

Оборудование :

1. Организационный момент (1 мин.)
2. Актуализация знаний (10 мин.)
3. Изучение нового материала (15 мин.)
а) амплитуда колебаний
б) период колебаний
с) частота колебаний

д) фаза колебаний
4. Закрепление знаний – решение задач (15 мин.)
5. Итог урока (5 мин.)

Тип урока: объяснение нового материала и первичного закрепления.

Организационный момент (1 мин.)

Здравствуйте, садитесь. Сегодня у нас на уроке присутствуют гости, огромная просьба к вам не волноваться и показать свои знания в полном объёме.

Актуализация знаний (10 мин.)

Для того, чтобы приступить к изучению новой темы нам необходимо вспомнить материал прошлого урока.

Карточка 1 (слайд 2)

1. Какой общей чертой обладают движение тел, изображенных на рисунке? (периодичность; за промежуток времени, равный периоду колебаний, тела дважды проходят положение равновесия)

2. Как вы понимаете утверждение о том, что колебательное движение периодично? (колебания повторяются через определенный промежуток времени)

3. Что такое период колебаний? (промежуток времени, через который движение повторяется).

Карточка 2 (слайд 3)

1. Посмотрите на рисунок и скажите, действует ли на шарик сила упругости пружины в точках В, С, О, Д, А, если О – точка положения равновесия? Ответы обоснуйте.

2. Пользуясь рисунком, объясните, почему по мере приближения шарика к точке О с любой стороны его скорость увеличивается, а по мере удаления от точки О в любую сторону скорость шарика уменьшается. (При отклонении шарика от положения равновесия под действием силы упругости, направленной к положению равновесия, возникает ускорение. Они сонаправлены, поэтому тело увеличивает скорость. Дойдя до положения равновесия, тело будет иметь максимальное значение скорости. Тело не остановится и продолжит двигаться по инерции, вектор ускорения и сила упругости противоположны по направлению, вследствие чего скорость уменьшается. Придя в крайнее положение она будет равна нулю).

3. Почему шарик не останавливается, дойдя до положения равновесия? (Любое тело имеет свойство сохранять свою скорость, если на него не действуют силы или если равнодействующая равна нулю. Поэтому, дойдя до положения равновесия, где сила упругости равна нулю, шарик не остановится, а будет продолжать двигаться).

Карточка 3 (слайд 4)

1. Движение, которое повторяется через определённый промежуток времени называется… (колебанием)

2. Что такое маятник? (твердое тело, совершающее под действием приложенных сил около неподвижной точки или вокруг оси)

3. Как называются колебания, происходящие в системе без действия внешних сил ( свободные колебания).

Карточка 4 (слайд 5)

1. Как называют колебательную систему, состоящую из нити и шарика?

(нитяной маятник).

2. Укажите положение равновесия шарика на рисунке.

3. Что такое колебательная система? (система тел,

способная совершать свободные колебания)

Молодцы, справились с заданием!

Колебания играют большую роль в жизни человека. Без знания законов колебаний нельзя было бы создать часы, радио, телевизор, телефон, компьютер.
Эту тему не оставили без внимания поэты и композиторы. Все вы знаете слова:
– Голубой вагон бежит, качается, Скорый поезд набирает ход.
Или слова.

– Качает, качает, качает

Задира-ветер фонари над головой.

Всюду в нашей жизни мы встречаемся с колебательными движениями: периодическое движение участков сердца и легких, колеблются ветви деревьев при порыве ветра, ноги и руки при ходьбе, пульсируют звезды (будто дышат), а возможно и вся Вселенная, колеблются атомы в узлах кристаллической решетки.

Демонстрация 1: Качается нитяной маятник. Нам необходимо охарактеризовать эти движения. А вы можете сейчас это сделать? О чем же пойдет речь сегодня на уроке? (о величинах, характеризующих колебательное движение).

Цель нашего урока: изучить эти величины и установить зависимость между ними.

Изучение нового материала (15 мин.)

Демонстрация 2: Показываем колебательную систему – маятник, система находится в равновесии, выведем систему из состояния равновесия, отклоняя нить дважды на разные углы.

Во время колебаний тело периодически отклоняется от своего положения равновесия. Это отклонение называют смещением, которое можно измерить.

Вопрос к классу: В каких единицах может быть измерено смещение?

Смещение измеряется в метрах [x]= 1 м, (записывают определение)

Чем отличаются эти движения? В первом случае шарик отклоняется на большее расстояние от положения равновесия, чем во втором.

– Это расстояние и есть амплитуда колебания. Запишем определение.

Амплитуда – это модуль наибольшего смещения от положения равновесия.
Амплитуда обозначается А и выражается в метрах в системе СИ

Амплитуда обозначается – А

Единицы измерения – метр

Обратим внимание на характер колебаний. Посмотрите, как выглядит полное колебание – движение тела из крайней точки и обратно в эту крайнюю точку (четыре амплитуды).

На выполнение одного полного колебания потребовалось некоторое время. Это время, как вы уже знаете, называется периодом колебаний.

Период – это промежуток времени, за которое происходит одно полное колебание.

Период обозначается – Т

Единицы измерения – секунда

– Для нахождения периода нам необходимо измерить время t наблюдения за колебаниями и разделить его на число колебаний N.

Демонстрация 3: подвесим два одинаковых шарика на нитях разной длины и приведем их в движение. Мы увидим, что за один и тот же промежуток времени короткий маятник совершит больше колебаний, чем длинный. Какой вывод мы можем сделать? Чем длиннее маятник, тем меньше период.

Следовательно, есть ещё одна характеристика колебаний

частота – это число колебаний за единицу времени.

Частота обозначается греческой буквой – ν(ню).

Единицы измерения – Гц (герц)

Частота определяется по формуле

число колебаний N разделить на время t , за которое произошли эти колебания.

Единица измерения названа Герц в честь немецкого ученого Генриха Герца, за его большие заслуги в изучении колебаний.

Глядя на формулы частоты и периода мы видим, что частота это величина обратно пропорциональная периоду, следовательно:

Не только нитяной маятник, но и любая другая колебательная система имеет определенную частоту свободных колебаний, зависящую от параметров этой системы. Например, частота свободных колебаний зависит от массы груза и жесткости пружины.

Рассмотрим еще одну характеристику колебаний – фазу . О том, что такое фаза, более подробно мы будем говорить в старших классах. Сегодня мы должны рассмотреть, с чем можно эту характеристику сравнить, сопоставить и как ее для себя определить. Удобнее всего фазу колебаний сопоставить со скоростью движения маятника.

Демонстрация 4: оба нитяных маятника качаются с одинаковой частотой, т.к. длины нитей и амплитуды одинаковы, но векторы скоростей направлены в противоположные стороны. Значит они колеблются в разных фазах или противофазах.

Демонстрация 5: оба нитяных маятника качаются с одинаковыми частотами. Скорости направлены в одну сторону, следовательно они движутся в одинаковых фазах.

Демонстрация 6: скорости направлены в одну сторону, но в какой-то момент они будут противоположны. В таком случае говорят, что колебания происходят с разностью фаз.

Таким образом, колебательные движения характеризуются амплитудой, частотой, периодом и фазой.

Закрепление знаний – решение задач (15 мин.)

1. Маятник совершил 20 колебаний за 80 секунд. Найти период и частоту колебаний?

Оборудование: компьютер, экран, мультимидийный проектор, штативы, секундомеры, линейка, циркуль, шарик с нитью.

Демонстрации: маятник пружинный, маятник нитяной.

I. Организационный момент

Объявление темы и цели урока. (Cлайд 1)

II. Актуализация опорных знаний

Фронтальный опрос: продолжите фразу: (Слайды 2, 3)

1. Движение, при котором тело откланяется то в одну то в другую сторону, называется …
2. Основной признак …
3. Колеблется тело на нити или тело на пружине …
4. Математическим маятником называется …
5. Колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются …
6. Свободно колеблющиеся тела взаимодействуют с другими телами и вместе с ними образуют систему тел, которая называется …
7. Одно из основных общих свойств колебательных систем заключается в …

Выберите правильный ответ: (Слайд 4)

1. Какие из перечисленных ниже движений являются механическими колебаниями?

А. Движение качелей.
Б. Движение мяча, падающего на землю.
В. Движение звучащей струны гитары

2. Свободными называют колебания, которые происходят под действием…

А. … силы трения
Б. … внешних сил
В. … внутренних сил

1. Как вы понимаете утверждение, что колебательное движение периодично?
2. Какой общей чертой (кроме периодичности) обладают движения тел, изображенных на рис. 48, стр. 87.
3. Какие тела входят в колебательную систему, называемую пружинным маятником?

III. Основная часть. Изучение нового материала

Демонстрации колебаний тела на пружине и на нити. Введем основные характеристики колебательного движения: амплитуда, период, частота и фаза колебаний: (Слайд 6)

Амплитуда – максимальное отклонение относительно положения равновесия (А, м)
Период – время полного колебания (Т, с)
Частота – число колебаний за единицу времени ( v , Гц)
Фаза колебания – угловая мера времени

Формулы: (Слайд 7)

Т = 1/ v ; Т = t/n – период < с >
v = 1/Т; v = n/t – частота < Гц >
А – амплитуда < м >
– фаза

IV. Закрепление: (Слайд 8)

1. Определить период и частоту материальной точки, совершающей 50полных колебаний за 20 с.
2. Сколько колебаний совершит материальная точка за 5с при частоте колебаний 440 Гц.

Задание для группы 1. Определить опытным путем зависит ли период колебаний математического маятника от его массы.
Оборудование: штатив с муфтой, нить, набор грузов, секундомер.

Задание для группы 2. Определить, зависит ли период колебаний математического маятника от амплитуды колебаний.
Оборудование: штатив с муфтой, маятник произвольной длины, транспортир, секундомер.

Задание для группы 3. Определить, зависит ли период колебаний математического маятника от его длины.
Оборудование: штатив с муфтой, маятник произвольной длины, сантиметровая лента, секундомер.

Далее, один из учащихся каждой группы рассказывает о проведенных опытах и записывает результаты опытов на доске в таблицу:

Читайте также: