Вынужденные колебания. Резонанс_Поурочный план

 3A: Колебания

(гармонические колебания)

Школа

Дата:

ФИО учителя:

Класс:

Количество присутствующих:

absent: -

Тема урока

Вынужденные колебания. Резонанс. Дампинг.

Цели обучения

9.2.5.10 - описывать по графику зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы;

9.2.5.11 - описывать явление резонанса

Цели урока

После урока учащиеся будут способны:

- описывать по графику зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы;

- описывать явление резонанса

Критерии успеха

Учащиеся достигнут успеха, если они:

- смогут описать графики зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы

 - смогут описать явление резонанса

- назвать необходимые условия резонанса

- будут изображать и анализировать графики резонанса

Языковые цели

- предлагать гипотезы при демонстрации эксперимента по исследованию гипотез, при описание графиков резонанса.

Предметная лексика и терминология

Колебания, период, частота, амплитуда, перемещение, скорость и ускорение колебаний, дампинг, резонанс

Серия полезных фраз для диалога письма

Я предполагаю, что период маятника Бартона зависит от ………

В эксперименте по затуханию выполним измерения измерения …….

Я буду поддерживать………постоянным и изменять ………..

Эксперимент может быть усовершенствован при помощи ……….

Реализация миссии и глобального гражданства

Студенты достигают определенных целей обучения и получают определенный объем знаний, а также развивают способность применять свои знания в решении проблем обучения и жизни.

Межпредметные цели

Математические навыки решения задач.

ИКТ навыки

ICT links. https://phet.colorado.edu/en/simulation/resonance

Предыдущие знания

Основы динамики, особенно 2 закон Ньютона в виде F = ma, закон Гука, графики синуса  и косинуса, угловая мера (радианы) и движение по  окружности (угловая скорость)

Ход урока

Этапы урока

Планирование активности на уроке

Ресурсы

Начало

5 min.

5 мин

1. Организационный момент.

2. Повторение, актуализация знаний. Учащиеся задают вопросы друг другу. Выставляют баллы за верные ответы.  Учитель может выслушать отдельные ответы.

1. Что называется механическими колебаниями? (Механическими колебаниями называют движения тела, повторяющиеся точно или приблизительно через одинаковые промежутки времени.)

2. Назовите основные характеристики механических колебаний (Основными характеристиками механических колебаний являются: амплитуда, частота, период.)

3. Что называется амплитудой колебаний? (Амплитуда — модуль максимального отклонения от положения равновесия.)

4. Что называется частотой колебания? (Частота — число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.)

5. Что называется периодом колебаний? (Период — время одного полного колебания, т. е. минимальный промежуток времени, через который происходит повторение

6. Как происходит преобразование энергии в колебательных системах без трения?

7. Как силы сопротивления действуют на колеблющееся тело?

8. Какие колебания являются затухающими?

Стартер к новой теме.

1) Пешеходный мост в Лондоне. Через три дня после открытия был закрыт. Почему?

Обсуждение с учащимися,  выход на тему нового урока.

2) Демонстрация

·         Звук от растирания мокрого пальца вокруг стакана; если вы помещаете в стакан разную высоту жидкости, студенты должны слышать разные тона.

·         Звук струны и изменение ее длины. Можно использовать резинку на коробке из ткани, но если у вас есть настоящий струнный инструмент, реальный контекст будет более очевидным.

·         • Жидкость - это надуть контейнер с небольшим отверстием, например, бутылкой содовой, с разным количеством жидкости.

·         Определить  цели урока со учащимися

Презентация

Slide 1

Slide 2

Middle

8 min

8 min

5 min

4 min

5 min

3. Изучение нового материала.

Определить через беседу с учащимися, что такое вынужденные колебания;

Как мы с вами знаем, колебания бывают 4 видов (гармонические и затухающие; вынужденные и свободные)

Рассмотрим пример свободных колебаний математического маятника. Под действием каких сил происходит колебательное движение? Как меняется амплитуда движения маятника и почему?

При свободных механических колебаниях неизбежно происходит потеря энергии на преодоление сил сопротивления.

Что мы с вами должны сделать, чтобы амплитуда маятника не изменялась?

 Если колебания происходят под действием периодической внешней силы, то такие колебания называют вынужденными. Например, родители раскачивают ребенка на качелях, поршень движется в цилиндре двигателя автомобиля, колеблются нож электробритвы и игла швейной машины.

Характер вынужденных колебаний зависит от характера действия внешней силы, от ее величины, направления, частоты действия и не зависит от размеров и свойств колеблющегося тела.

4. Резонанс. Учащимся предоставляется текст, в котором учащиеся должны выделить основную информацию: Собственная частота (f₀ ).  Например, фундамент мотора, на котором он закреплен, совершает вынужденные колебания с частотой, определяемой только числом оборотов мотора, и не зависит от размеров фундамента.

При совпадении частоты внешней силы и частоты собственных колебаний тела амплитуда вынужденных колебаний резко возрастает. Такое явление называют механическим резонансом.

Резонансом называется резкое увеличение амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты свободных колебаний с частотой изменения внешней силы. При отсутствии трения амплитуда вынужденных колебаний при резонансе должна возрастать со временем неограниченно. В реальных системах амплитуда в

5. Работа в группе. Определить, какие факторы влияют на резонанс пружинного маятника.

Вместе с учащимися сделать вывод.

График резонанса. Обсудить условия и форму графика . Собственная частота колебаний на графике. Собственная частота . График резонанса при различном затухании.

6. Применение резонанса и борьба с ним. Явление резонанса играет большую роль в ряде природных, научных и производственных процессов. Например, необходимо учитывать явление резонанса при проектировании мостов, зданий и других сооружений, испытывающих вибрацию под нагрузкой, в противном случае при определенных условиях эти сооружения могут быть разрушены. Явление резонанса может быть причиной разрушения машин, зданий, мостов, если собственные их частоты совпадают с частотой периодически действующей силы. Поэтому, например, двигатели в автомобилях устанавливают на специальных амортизаторах, а воинским подразделениям при движении по мосту запрещается идти «в ногу»

Решение задания индивидуально. Проверка с использование дескрипторов.

Презентация

Slide 3,4,5

https://phet.colorado.edu/en/simulation/resonance

Presentation

Hand-out

https://www.youtube.com/watch?v=uP3J_Ad2Zhw

https://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=iak1VuJyyoM

Worksheets CIE Paper 2 past questions

End

5 min

 Обобщение: студентов спросить, достигли ли они целей урока.

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

Дифференциация может быть выражена в подборе заданий, в ожидаемом результате от конкретного ученика, в оказании индивидуальной поддержки учащемуся,

Используйте данный раздел для записи методов, которые Вы будете использовать для оценивания того, чему учащиеся научились во время урока.

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?