Физика 9 класс "Колебательное движение"

Открытый урок физики в 9 классе «Колебательное движение»

Цель урока:

Образовательная:

познакомить учащихся с колебательным движением, его особенностями и характеристиками: амплитудой, периодом, частотой;

формировать умение наблюдать и анализировать физические явления;

Развивающая:

развивать логическое мышление;

развитие умений аргументировать свой ответ;

Воспитательная:

формировать умение работать в парах, вести диалог друг с другом.

1.Организационный момент.

Добрый день! Я рада всех вас видеть. И желаю каждому хорошего настроения, а оно начинается с улыбки.

Поработаем, ребята, сегодня для ума и души.

2. Актуализация опорных знаний.

Я предлагаю отгадать кроссворд. О чем пойдет речь на нашем уроке, мы узнаем, разгадав кроссворд.

Вопросы к кроссворду:

1. Физическая величина, характеризующая быстроту движения?(1)

2. Физическая векторная величина, равная изменению скорости с течением времени?(2)

3. Характеристика взаимодействия тел?(3)

4. Физическая векторная величина, измеряющаяся в метрах?(4)

5. Как называется падение тел под действием силы тяжести?(5)

6. В каких единицах измеряют углы?(6)

7. Изменение положения тела в пространстве с течением времени называется…(7)

8. Явление, возникающее между двумя соприкасающимися телами?(8)

9. Физическая величина, единицами измерения которой является век, год.(9)

Назовите мне ключевое слово – Колебания.

Какие величины, характеризуют колебательное движение.

Нам предстоит выяснить на уроке.

Ребята, что мы должны сегодня на уроке выяснить?

Какими же характеристиками характеризуются колебательное движение?

3. Изучение нового материала

Колебания - один из самых распространенных процессов в природе и технике.

Приведите примеры колебаний.

Колеблются высотные здания и высоковольтные провода под действием ветра, маятник заведенных часов и автомобиль на рессорах во время движения, уровень реки в течение года и температура человеческого тела при болезни.

Звук - это колебания плотности и давления воздуха, радиоволны - периодические изменения напряженностей электрического и магнитного полей, видимый свет - тоже электромагнитные колебания, только с несколько иными длиной волны и частотой. Землетрясения - колебания почвы, приливы и отливы - изменение уровня морей и океанов, вызываемое притяжением Луны и достигающее в некоторых местностях 18 метров, биение пульса - периодические сокращения сердечной мышцы человека и т.д.

Смена бодрствования и сна, труда и отдыха, зимы и лета...
Даже наше каждодневное хождение на работу и возвращение домой попадает под определение колебаний, которые трактуются как процессы, точно или приближенно повторяющиеся через равные промежутки времени (повторяющееся движение по одной и той же траектории).

Колебания играют огромную роль в жизни человека. Без знания законов колебаний нельзя было создать радио, телевидение, многие современные устройства и машины.

Как и любое движение, колебательное движение характеризуется рядом величин. Основными такими величинами при колебательном движении являются: период, частота и амплитуда.

Амплитуда.

Давайте обсудим количественные характеристики колебаний. Начнем с самой очевидной характеристики, с амплитуды. Амплитуда обозначается большой буквой « А» и измеряется в метрах.

Определение: амплитудой называют максимальное смещение от положения равновесия.

А – амплитуда – [м]

Период

Следующая характеристика, к которой мы переходим, называется период колебаний.

Определение: периодом колебаний называется промежуток времени, в течение которого совершается одно полное колебание.

Обратите внимание, что величина «период» обозначается большой буквой «Т», определяется она следующим образом:  - период [c].

Период измеряется в секундах. Здесь еще хотелось бы добавить одну интересную вещь.

Заключается она в том, что, чем больше мы берем колебаний, число колебаний за большее время, тем точнее мы определим период колебаний.

Частота

Следующая величина – это частота.

 Определение: число колебаний, совершенных за единицу времени, называют частотой колебаний.

 - частота – [c-1] Þ [Гц]

Обозначается частота греческой буквой, которая читается как «ню». Мы определяем частоту, сколько колебаний произошло за единицу времени. Частота измеряется величиной [c-1], или  . Эту единицу называют герц в честь немецкого физика Генриха Герца.

Посмотрите, не случайно мы расположили две величины – период и частоту – рядом.

Если вы посмотрите на эти величины, вы увидите, как они между собой связаны:   - период [c].   - частота – [c-1] Þ [Гц]

Период и частота связанные, через число колебаний и время, в течение которых это колебание совершается. Для каждой колебательной системы частота и период есть величины постоянные. Связь между этими величинами довольно проста:  .

Фаза колебаний

В заключение 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.

Таким образом, мы изучили колебательное движение и рассмотрели величины, характеризующие колебательное движение. Тогда проведем закрепление пройденного материала.

4. Закрепление нового материала. Решение задач.

Предлагаю всем сделать следующие вычисления N=? ν=?

Для вычисления нам потребуется количества колебания и время . Для подсчета время воспользуемся телефоном. Количество колебаний простой подсчет.

Один обучающийся считает количество колебаний второй время. Давайте ограничимся 1 минутой или 60 секунд.

Задача №1

Экспериментальная задача.

Самостоятельно вычислить количество колебаний, время колебаний 1 минута

Дано

Решение

N=

t= 1 минута

= 60с

T-?

ν=?

Ответ:

Задача№2

Маятник совершил 20 колебаний за 1 мин 20 с . Найти период и частоту колебаний.

Запишем условие задачи с помощью таблицы.

Дано

Решение

N=20

t=1мин 20 с =80с

T-?

ν=?

Задача№3

Сердце — это орган, имеющий массу 300 г. С 15 до 50 лет оно бьется со скоростью 70 ударов в минуту. В период между 60 и 80 годами оно ускоряет свое движение, достигая примерно 79 ударов в минуту. В среднем это составляет 4,5 тысячи пульсаций в час и 108 тысяч в день. В обычном режиме этот орган перекачивает 360 литров крови в час, а за всю жизнь — 224 миллиона литров. Столько же, сколько река Сена за 10 минут!

Чему равен период колебаний работы сердца ?

Рис 2

Задача№4

рис 3

 Небольшие размеры колибри и их способность сохранять постоянную температуру тела требуют интенсивного обмена веществ. Ускоряются все важнейшие функции в организме, сердце делает до 1260 ударов в минуту, увеличивается ритм дыхания — до 600 дыхательных движений за одну минуту. Высокий уровень обмена веществ поддерживается интенсивным питанием — колибри почти непрерывно кормятся нектаром цветов.

Определите частоту колебаний сердца колибри.

Задание классу: При записи колебаний получены два графика. Определить, который из них отвечает свободным, а который вынужденным колебанием? Почему?

1) 2)

(Свободные колебания затухают, им отвечает график (1). На нем амплитуда уменьшается, и колебания прекращаются. Вынужденные колебания являются незатухающими, то есть происходят с постоянной амплитудой, им отвечает график (2).)

5. Итог урока:

- Какое движение называют колебательным?

- Что называют колебанием тела?

-Что называют амплитудой колебания? Периодом? Смещением?

-Что такое маятник? Какой маятник называют математическим?

- Какой маятник называют пружинным?

- Какие из перечисленных ниже движений являются механическими колебаниями:

а) движение качелей;

б) движение мяча, падающего на землю;  

в) движение звучащей струны гитары?

6. Рефлексия.

Продолжите фразу:

Сегодня на уроке я узнал…….

Теперь я могу……….

Было интересно……..

Знания, полученные сегодня на уроке, пригодятся……..

7. Домашнее задание

§24,25,26, упражнение №24(2,3,4) на стр.102.

Ход урока