Урок по физике в 9 классе «Колебания и волны»

Конспект урока по физике в 9 классе

на тему «Колебания и волны»

Тип урока: урок отработки навыков решение задач.

Цели:

Обучающие - Повторить основные понятия теории механических колебаний и волн. (Колебания, амплитуда, период, частота, упругие волны, виды волн, скорость и длина волны, звук.)

Повторить формулы периода, частоты, длины волны.

Показать связь физики с другими предметами: литературой, биологией, географией.

Развивающие - Развивать умение читать графики.

Развивать умение решать задачи.

Отрабатывать навыки решения задач различными способами.

Отрабатывать навыки проведения эксперимента.

Воспитывающие -

Воспитывать аккуратность, активность, коллективизм.

Оборудование:

1. Штативы - 6, пружины - 3, грузы - 6, секундомеры - 12, бланки отчетов - 12, листы-задания - 6, карточки с задачами № 1, № 2, № 3.

2. Презентация.

Подготовила

учитель физики

Березная Г.В.

Оформление доски

…Ум заключается не только в знании, но

и в умении прилагать знание на деле.

(Аристотель)

Скажи мне - и я забуду,

Покажи мне - и я запомню,

Дай сделать - и я пойму.

(Китайская мудрость)

Ход урока

Рожденный пустыней, колеблется звук,

Колеблется синий на нитке паук.

Колеблется воздух, прозрачен и чист,

В сияющих звездах колеблется лист.

(Н.А.Заболоцкий)

(слайд №1)

Вопрос: Какой вид движения описывает поэт в данном отрывке? (Колебательное движение).

Сегодня на уроке мы с вами решаем задачи на тему «Колебания и волны». Нам нужно вспомнить основные понятия теории колебаний, формулы и графики, решить несколько интересных задач и подготовиться к написанию контрольной работы.

Запишите число, классная работа, тему урока (слайд №2-3).

1. Разминка. Работа с формулами. 5 мин

Колебательное движение можно описать с помощью формул. На доске записаны формулы. Найдите ошибки. (Рома)

Пока Рома ищет ошибки, мы вспомним основные понятия.

Работа с понятиями. (слайд №4)

1. Что называется колебательным движением?

2. Какие условия должны выполняться, чтобы возникли колебания?

3. Какие виды колебательного движения вы знаете?

4. …Бунтует вихорь в поле чистом

И на краю седых небес

Качает обнаженный лес…

(А.С. Пушкин «Руслан и Людмила»)

Вопрос: Можно ли движение леса считать вынужденными колебаниями? (Можно, так как на лес действует вынуждающая сила ветра).

5. Что такое период колебаний?

6. Что такое частота?

7. Что такое амплитуда?

Там лес и дол видений полны;

Там о заре прихлынут волны

На брег песчаный и пустой…

(А.С. Пушкин «Руслан и Людмила»)

8. Что такое волна?

9. Что такое длина волны?

10. Какие виды волн вы знаете?

Проверим работу Ромы.

2. Проверка домашнего задания. 3 мин (ученики перед уроком готовят решение на обратной стороне доски)

По вариантам.

Определите длину нити маятника, если его период колебаний 2 с.

Определите массу груза на пружине, если период его колебаний 0,2 с, а жесткость пружины 40 Н/м.

3. Решение экспериментальных задач. 15 мин (слайд №5)

По вариантам. Ученики получают приборы - маятники. Первый ряд - грузы на нити, второй - грузы на пружине.

а) Определите длину нити маятника через период его колебаний.

б) Определите массу тела с помощью пружинных весов. Жесткость пружины известна.

Чтобы выполнить задание, надо измерить период колебаний. Т.к.

, то измерим время 10 колебаний.

Чтобы выполнить задание, надо измерить период колебаний. Т.к.

, то измерим время 10 колебаний.

Оформить отчет и ответить на вопросы к заданию: Как проверить правильность результата? (Определить величину другим способом: измерить длину нити линейкой, массу груза с помощью весов.)

Если бы жесткость пружины не была известна, как её измерить? (По закону Гука , откуда . Силу измерить динамометром, смещение линейкой.)

4. Работа с графиком. (слайд №6) 7 мин

Самое длинное озеро в Новой Зеландии - озеро Уаикатипу - протянулось с северо-запада на юго-восток почти на 100 км. С этим озером связано загадочное явление, объяснение которому наука пока не нашла. Вода в нем каждые 5 минут то опускается на 7,5 см, то поднимается до прежнего уровня. Озеро как бы дышит.

Составьте вопрос к этой задаче.

Например: Определите амплитуду и частоту «дыхания» озера. Обозначьте амплитуду и период на графике.

(А=3,75 см, частота 1/300 с^-1)

График (Косинусоида)

7,5 см

Давайте решим эту задачу.

Составьте к графику вопросы:

Определить по графику амплитуду, период, частоту колебаний.

Каково смещение точки через 2,5 мин?(7,5 см)

Найдите путь точки через 5 мин?(15 см)

На какой минуте смещение точки было равно 3,75 см?(1 мин 15 с)

5. Решение расчетных задач.

Учащиеся делают сообщения, после чего решают расчетные задачи

Сообщение «Сердце» (слайд №7-8) 5 мин

Самый удивительный двигатель, созданный природой, - это наше сердце. Так наше сердце в среднем за сутки сокращается 100 000 раз и перекачивает при этом 10 000 литров крови. В течение минуты оно выбрасывает в аорту 4 литра крови. Полный же оборот крови через оба круга кровообращения совершается за 21 с. Самое интересное, что около 50% крови у человека находится в печени и селезенке, откуда в случае необходимости она выбрасывается в кровяное русло.

Как сказал американский писатель Уайт: «Не беспокойтесь о своем сердце, пока оно не остановилось».

Когда мы говорим о возможностях сердца, хочется привести некоторые удивительные факты. Так, даже смертельно раненое сердце показывает в некоторых случаях поразительную живучесть. Известны случаи, когда со смертельной раной в сердце человек мог еще пробегать расстояние до 200 метров! Имеются факты, когда рана в сердце зажила сама собой.

Пульс человека в экстремальных условиях достигает 240-300 ударов в минуту. Сердце является хорошим примером колебательного движения.

Задача 2: Давайте попробуем рассчитать частоту и период сокращений нашего сердца, для этого воспользуемся часами с секундной стрелкой и посчитаем пульс за 10 секунд. (Учащиеся определяют пульс и рассчитывают персонально каждый для своих значений частоту и период работы сердца).

Сообщение «Ухо и голосовые связки» (слайд №9-10) 5 мин

Ухо - орган слуха у человека. Звук улавливается ушной раковиной, вызывает вибрацию барабанной перепонки и затем через систему звуковых косточек передается воспринимающим клеткам. Частотный диапазон звуков, воспринимаемый человеком, от 16 до 20 000 Гц. Но вот что удивительно: у детей в возрасте 2-3 лет предел слышимости доходит до 22 000 Гц, а вот у стариков он понижается до 10 000 Гц (старые люди часто не слышат стрекотание кузнечиков, сверчков).

Высота голоса у человека зависит от длины и напряжения голосовых связок. Так, у мужчин длина голосовых связок составляет 18-25 мм, у женщин 15-20 мм. Женский голос сопрано имеет диапазон длин волн 137-34 см, а мужской голос баритон - 342-86 см.

Задача 3: Частота звуковых колебаний, к которым наиболее чувствительно ухо, составляет от 1500 до 3000 Гц. Определите диапазон длин звуковых волн, соответствующих этим частотам. Скорость звука принять равным 340 м/с. (0,23-0,113 м)

Задание на дом: 1 мин

Две задачи на выбор из карточек группы № 1, № 2 и № 3.

Подведение итогов урока. (слайд №11) 2 мин

Что интересного узнали на уроке, какие задачи понравились, с какими школьными предметами мы связали наш урок.

Наш Мир настолько велик и сложен, что ни одна, даже самая гениальная голова, ни один, даже самый сверхмощный компьютер, не способны пока вместить в себя все знания о нем.

Вот и приходится делить разнообразные явления природы на множество частей. Иногда на одно и то же событие или явление приходится смотреть с различных сторон. Единый мир, к сожалению, распадается. Но потом «складывается», к счастью, снова, даря нам, то удивление, то радость, то новые заботы…

Резерв: Загадки о колебаниях и волнах. (слайд №12) 2 мин

Что весь век колотит,

Ничего не портит? (Маятник)

Молчуна перемолчит,

Крикуна перекричит. (Эхо)

Само слов не знает,

А на всех языках разговаривает. (Эхо)

Идет, идет,

У берега песню поет. (Волна)

Белые барашки по синему лугу гуляют. (Море и волны)

На небе стукнет - на земле слышно. (Гром)

Хоть хвали, хоть ругай,

А откликнусь - не пеняй. (Эхо)

Живет без тепла, говорит без языка,

Плачет без души, смеется без радости. (Эхо)

Бланк отчета к экспериментальному заданию

Тема: Определение длины нити маятника через период его колебаний.

Цель:______________________________________________________________

__________________________________________________________________

Приборы и материалы:_______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Анализ:

Период колебаний - это _____________________________________________

Формула периода колебаний: ____________________

Формула периода колебаний нитяного маятника: _________________

Откуда l=

№ опыта

Число колебаний N

Время колебаний t, с

Период

Т, с

Длина нити

l, м

1

10

Вычисления:

Т=

l=

Как проверить правильность результата?

Вывод: ___________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Бланк отчета к экспериментальному заданию

Тема: Определение массы тела с помощью пружинных весов. Цель:______________________________________________________________

__________________________________________________________________

Приборы и материалы:_______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Анализ:

Период колебаний - это _____________________________________________

Формула периода колебаний: ____________________

Формула периода колебаний пружинного маятника: _________________

Откуда m=

№ опыта

Жесткость пружины

k, Н/м

Число колебаний

N

Время колебаний

t, с

Период

Т, с

Масса тела

m, кг

1

10

Вычисления:

Т=

m=

Где можно применить такие весы? Как проверить правильность результата?

Если бы жесткость пружины была неизвестна, как её можно определить?

Вывод: ___________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Задания для учащихся

1.

Рожденный пустыней, колеблется звук,

Колеблется синий на нитке паук.

Колеблется воздух, прозрачен и чист,

В сияющих звездах колеблется лист.

(Н.А.Заболоцкий)

Вопросы к отрывку:

1. Какой вид движения описывает поэт в данном отрывке?

…Бунтует вихорь в поле чистом

И на краю седых небес

Качает обнаженный лес…

(А.С. Пушкин «Руслан и Людмила»)

2. Можно ли движение леса считать вынужденными колебаниями? (Можно, так как на лес действует вынуждающая сила ветра).

2.

Там лес и дол видений полны;

Там о заре прихлынут волны

На брег песчаный и пустой…

(А.С. Пушкин «Руслан и Людмила»)

1. Что такое волна?

2. Что такое длина волны?

3. Какие виды волн вы знаете?

3.

а) Определите длину нити маятника через период его колебаний.

б) Определите массу тела с помощью пружинных весов. Жесткость пружины известна.

Вопросы к заданию:

Как проверить правильность результата?

Если бы жесткость пружины не была известна, как её измерить?

4.

Задача 1: Самое длинное озеро в Новой Зеландии - озеро Уаикатипу - протянулось с северо-запада на юго-восток почти на 100 км. С этим озером связано загадочное явление, объяснение которому наука пока не нашла. Вода в нем каждые 5 минут то опускается на 7,5 см, то поднимается до прежнего уровня. Озеро как бы дышит.

Составьте вопрос к этой задаче.

Составьте к графику вопросы.

5.

Задача 2: Давайте попробуем рассчитать частоту и период сокращений нашего сердца, для этого воспользуемся часами с секундной стрелкой и посчитаем пульс за 10 секунд.

6.

Задача 3: Частота звуковых колебаний, к которым наиболее чувствительно ухо, составляет от 1500 до 3000 Гц. Определите диапазон длин звуковых волн, соответствующих этим частотам. Скорость звука принять равным 340 м/с.

Задание на дом: две задачи на выбор из карточек группы № 1, № 2 и № 3.