Цикл уроков по теме "Волны"

Цикл уроков по теме "Волны"

Разработки уроков
docx
физика
7 кл—11 кл
09.02.2020
Я представляю разработку цикла уроков по теме "Волны". Цикл включает в себя 9 уроков. Для каждого урока разработаны презентации или подобраны видеофрагменты. Так же к урокам подобраны тестовое или лабораторные задания. Цикл заканчивается контрольной работой.

150.000₽ призовой фонд • 11 почетных документов • Свидетельство публикации в СМИ

Опубликовать материал

41.docx

Ф 9 урок 41  Резонанс

Цель урока – повторить и обобщить пройденный материал, показать большую роль в нашей жизни колебаний, рассмотреть разнообразные явления, в которых они играют полезную и вредную роль.

Задачи урока

Ввести понятие резонанс.

Воспитывать аккуратность, бережное отношение к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным.

Учить работать в группе, формировать коммуникативные компетенции учащихся.

Планируемые результаты - 

Объяснять в чем заключается явление резонанса; приводить примеры полезных и вредных проявлений резонанса и пути устранения последних.

Техническое обеспечение урока - компьютер, мультимедийный проектор. Лабораторное оборудование - штатив с муфтой и лапкой, шарик с нитью, секундомер, ластик и линейка.

Содержание урока

1. Организационный этап

1.                  Взаимное приветствие учителя и обучающихся; проверка отсутствующих по журналу.

2.                  Актуализация субъектного опыта обучающихся

I. Проверка домашнего задания, повторение

Сейчас на листочках, лежащих у вас на столе, запишите свою фамилию, проведем физический диктант на проверку знания формул и единиц измерения величин. Приготовьте ручки с синими и красными чернилами. 
Физический диктант:

1.                  Период колебаний пружинного маятника.

2.                  Период колебаний нитяного маятника.

3.                  Выразить частоту колебаний пружинного маятника через период. 

4.                  Выразить частоту колебаний нитяного маятника через период. 

5.                  Единица измерения периода колебаний. 

6.                  Единица измерения частоты колебаний. 

7.                  Единица измерения амплитуды колебаний.

8.                  Единица измерения длины маятника. 

9.                  Единица измерения жесткости пружины. 

10.               Единица измерения массы нитяного маятника. 

Поменяйтесь в парах листочками. Проверьте друг друга красными чернилами по ответам на доске и поставьте отметку. 

«5»- 10 верных ответов. 

«4»- 8,9 верных ответов. 

«3»- 6, 7 верных ответов. 

Сдайте листочки учителю.

II. Письменная проверочная работа

Вариант I

1. Какое из перечисленных ниже движений является механическим колебанием? 1) движение качелей; 2) движение мяча, падающего на землю.

а) только 1;     б) только 2;     в) 1 и 2;           г) ни 1, ни 2.

2. Какие из перечисленных ниже колебаний являются свободными? 1) колебания груза, подвешенного к пружине, после однократного его отклонения от положения равновесия; 2) колебания диффузного громкоговорителя во время работы приемника.

а) только 1;     б) только 2;     в) 1 и 2;           г) ни 1, ни 2.

3. За 4 с маятник совершает 8 колебаний. Чему равен период колебаний?

а) 8 с;   б) 4 с;   в) 2 с;   г) 0,5 с; д) 32 с.

4. По условию задачи 3 определите частоту колебаний,

а) 8 Гц;            б) 4 Гц;            в) 2 Гц;            г) 0,5 Гц;         д) среди ответов а) - г) нет правильного.

5. На рис. 49 представлена зависимость координаты колеблющегося тела от времени. Какова амплитуда колебаний?

Описание: image67

а) 0,2 м;           б) 0,1 м',          в) 1 м;  д) 0,4 м;           г) 0,5 м;           е) 0 м.

6. По рис. 49 определите, чему равен период колебаний?

a) 1 с;   б) 0,2 с;           в) 0,4 с;           г) 0,4 Гц;         д) 0,2 Гц;         е) 1 Гц.

7. По рис. 49 определите частоту колебаний.

а) 1 с;   б) 2 с;   в) 4 с;   г) 0,5 Гц;         д) 0,25 Гц;       е) 1 Гц.

II вариант

1. Какое из перечисленных ниже движений является механическим колебанием? 1) движение звучащей струны гитары; 2) движение спортсмена, совершающего прыжок в длину.

а) ни 1, ни 2;    б) 1 и 2;           в) только 1;     г) только 2.

2. Какие из перечисленных ниже колебаний являются вынужденными? 1) колебания груза на нити, один раз отведенного от положения равновесия и отпущенного; 2) колебания качелей, раскачиваемых человеком, стоящим на земле.

а) 1 и 2;           б) только 1;     в) только 2;     г) ни 1, ни 2.

3. За 3 с маятник совершает 6 колебаний. Чему равен период колебаний?

а) 6 с;   б) 3 с;   в) 2 с;   г) 0,5 с; д) 18 с.

4. По условию задачи 3 определите частоту колебаний.

а) 0,5 Гц;         б) 2 Гц;            в) 3 Гц;            г) 6 Гц;            д) 1/16 Гц.

5. На рис. 50 представлена зависимость координаты колеблющегося тела от времени. Какова амплитуда колебаний?

Описание: image68

а) -3 м; б) 0;     в) 2 м;  г) 3 м;  д) 4;     е) 6 м.

6. По рис. 50 определите, чему равен период колебаний?

а) 2 с;   б) 4 с;   в) 8 с;   г) 0,5 Гц;         д) 0,25 Гц;       е) 1/8 Гц.

7. По рис. 50 определите частоту колебаний.

а) 2 с;   б) 4 с;   в) 8 с;   г) 0,5 Гц;         д) 0,25 Гц;       е) 1/8 Гц.

 

3. Изучение новых знаний и способов деятельности (работа со слайдами презентации)

Тема сегодняшнего урока «Резонанс».

Амплитуда вынужденных колебаний зависит от частоты вынужда­ющего воздействия, она достигает максимального значения при совпаде­нии частоты вынужденных колебаний с собственной частотой системы. При приближении частоты вынужденных колебаний к частоте собственных ам­плитуда колебаний возрастает.

Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынужденных колебаний к частоте собственных называется резонансом.

Частота же, при которой амплитуда вынужденных колебаний максималь­на, называется резонансной, а график зависимости амплитуды от частоты  называется резонан­сной кривой.

 «Резонанс» - слово латинское и переводится на русский язык как «отклик». 

Давайте рассмотрим примеры резонанса, которые можно наблюдать в повседневной жизни.

Если влажный палец двигать по краю бокала, то бокал будет издавать звенящие звуки. Хотя это и незаметно, палец движется прерывисто и передает стеклу энергию короткими порциями, заставляя бокал вибрировать

 Стенки бокала также начинают вибрировать, если на него направить звуковую волну с частотой, равной его собственной. Если амплитуда станет очень большой, то бокал может даже разбиться.

Так по причине резонанса при пении Шаляпина дрожали хрустальные подвески люстр.

Возникновение резонанса можно проследить и в ванной комнате. Если вы будете негромко пропевать звуки разной частоты, то на одной из частот возникнет резонанс.

В музыкальных инструментах роль резонаторов выполняют части их корпусов, например,  в скрипке или   колонке. Тяжелый язык большого колокола можно раскачать, действуя сравнительно небольшой силой с частотой, равной собственной частоте колебаний колокола.

Человек также имеет собственный резонатор - это полость рта, усиливающая издаваемые звуки.

Если в комнате задребезжали оконные стекла при проезде по улице тяжелого грузовика, то это значит, что собственные частоты колебаний стекла совпали с частотой колебаний машины.

Настраивая радиоприемник на определенную частоту, мы приводим его в резонанс с радиовещательной станцией. 

Явление резонанса необходимо учитывать на практике. В одних явлениях он может быть полезен, в других - вреден. Резонансные явления могут вызывать необратимые разрушения в различных механических системах, например, неправильно спроектированных мостах.

Так, 2 февраля 1905 года рухнул Египетский мост в Санкт-Петербурге, когда по нему проходил эскадрон гвардейской кавалерии, навстречу ему двигались 11 саней с возницами. В этот момент мост рухнул на лёд Фонтанки. Обошлось без человеческих жертв; погибли три лошади,   а в 1940 - разрушился Такомский мост в США.

Известны случаи, когда мосты разрушались при прохождении по ним «в ногу» военных отрядов, потому, что случайно собственная частота колебаний моста оказывалась равной частоте солдатского шага. Такие случаи были в истории- разрушение моста во Франции строем солдат, шедших «в ногу».В 1830 году по той же причине обрушился подвесной мост в Англии около Манчестера.

 На заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали такие резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе. 

На заводах и фабриках некоторые части машин совершают колебательные движения и могут разрушить фундамент, на котором стоят.

Как бороться с опасными результатами резонанса?

Для этого нужно рассчитать частоты колебаний машин, фундаментов, транспорта, чтобы резонанс не мог наступить. Солдатам при переходе через мост приказывают идти не строевым, а вольным шагом. 

При движении поезда по рельсам специально выбирают такую скорость, чтобы частота ударов колес о стыки рельсов была отлична от собственной частоты. Двигатели в автомобилях устанавливаются на специальных амортизаторах. 

Такие расчеты очень сложны. Ими занимаются ученые, конструкторы, инженеры. 

4. Закрепление материала

Разделите страницу тетради на две части и запишите примеры полезных и вредных проявлений колебаний. Прочитайте, что у вас получилось.

Сравните с таблицей на доске, допишите недостающее.

 

Польза колебаний

Вред колебаний

Работа сердца

Вибрация станков на заводах

Колебания голосовых связок

Сильное раскачивание пароходов на волнах

Катание на качелях

Разрушение мостов

Работа часов

Колебания проводов в линиях электропередач

Движение иглы швейной машины

Дребезжание стекол при прохождении грузовиков

Звучание музыкальных инструментов

Землетрясения

Движение поршня двигателя внутреннего сгорания в автомобилях

Колебания крыльев насекомых и птиц

Использование маятников для обнаружения залежей полезных ископаемых

Работа пневматических инструментов

Погружение свай в грунт и уплотнение грунта вибрированием


Сделаем вывод: какую роль играют колебания в нашей жизни? 

Колебания играют большую роль в нашей жизни, в одних случаях- полезную, в других- вредную. 

Пожалуй, нет такой области техники, где бы не применялись или не учитывались колебательные процессы. Их используют в различных технологических процессах и машинах (сортировочные машины, вибрационные конвейеры, вибролитье и т. д). 

5. Обобщение и систематизация

И так, подведем итоги урока.

При гармонических колебаниях периодически происходит переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно.  Полная же энергия такой колебательной системы  равна сумме ее кинетической и потенциальной энергий. При этом эти энергии изменяются тоже по гармоническому закону,  с одинаковой амплитудой и в противофазе друг с другом, а полная механическая энергия не изменяется с течением времени.

В реальных условиях на маят­ник всегда действуют силы сопро­тивления, поэтому полная энергия уменьшается, и свободные колеба­ния маятника с течением времени затухают. Такие колебания называ­ются затухающими колебаниями.

Колебания, происходящие под действием внешней периодической силы, называются вынужденными колебаниями.

Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынужденных колебаний к частоте собственных называется резонансом.

6. Домашнее задание §27, упражнение 26


 

скачать по прямой ссылке
Друзья! Добро пожаловать на обновленный сайт «Знанио»!

Если у вас уже есть кабинет, вы можете войти в него, используя обычные данные.

Что-то не получается или не работает? Мы всегда на связи ;)