ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

IV. ПІДСУМКИ УРОКУ І ПОВІДОМЛЕННЯ ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

Любомльський НВК « ЗОШ I-III ст. – районна гімназія » ім. Наталії Ужвій

Тема уроку: Коливальний рух. Вільні та вимушені коливання. Зміщення, амплітуда, період, частота коливань

Підготувала:

Вчитель фізики

Вигнанчук Л. М.

Н.р.

ТЕМА УРОКУ:Коливальний рух. Вільні та вимушені коливання. Зміщення, амплітуда, період, частота коливань

Мета: познайомити учнів з одним із найбільш розповсюджених рухів у природі і техніці – коливальним рухом. З’ясувати умови вільних коливань. Показати велике поширення коливальнихрухів у природі та техніці. Розвивати уміння спостерігати; виховувати уважність на уроці.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ВИД УРОКУ: урок-подорож у «Світ коливань»

ДИДАКТИЧНЕ ЗАБЕСПЕЧЕННЯ: комп’ютерні презентації, картки-завдання, відеоматеріали «Серце людини», «Маятник Фуко», «Руйнування моста»; вислови про коливання.

МАТЕРІАЛЬНО-ТЕХНІЧНЕ ЗАБЕСПЕЧЕННЯ:

модель математичного маятника;

модель пружинного маятника;

іграшка «неваляшка»;

механічний резонанс, акустичний резонанс.

ЕПІГРАФ:

«СВІТ, В ЯКОМУ МИ ЖИВЕМО, ДИВОВИЖНО СХИЛЬНИЙ ДО КОЛИВАНЬ» Р.БІШОП

ХІД УРОКУ

1.ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ Вправа ,,Вгору вниз” Заплющити очі. Глибоко вдихнути, уявляючи, як ви забираєтесь вгору, а потім різко падаєте донизу. Видихнувши,піднімаємося вгору. 2.Мотивація навчального матеріалуПрикладіть руку до свого серця. Що ви відчули? Погляньте у вікно на гілки дерев, а он злетіла з неї пташка. Що відбувається з віттям? Так, гілка коливається. Биття серця – це такі коливні рухи. Коливання – один з найпоширеніших видів руху в природі і техніці. 3.ПОВІДОМЛЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ, ЗАВДАНЬ УРОКУ. МОТИВАЦІЯ УЧІННЯ

ВСТУПНЕ СЛОВО ВИКЛАДАЧА

Сьогодні ми будемо вести розмову про один з найпоширеніших видів руху в природі і техніці.

Майже неможливо назвати таку сферу, в якій би не зустрічалися коливання. Коливаються дерева в лісі, пшениця в полі, струни музичних інструментів, мембрана телефону, площини й фюзеляж літака, поршні двигунів, маятник годинників. Такі рухи відбуваються й у житті нашої планети (землетруси, приливи й відливи). З коливаннями ми зустрічаємось й у живій природі: биття серця, рух голосових зв'язок, дихання, скорочення м’язів, коливання настрою. В економіці також можна знайти приклади такого руху: коливання курсу валют, акцій, світових цін на певний вид товару. Як ви бачите світ коливань різноманітний і всеоб’ємний. Сьогодні на уроці ми поговоримо про механічні коливання, покажемо їх прояв у різних сферах життєдіяльності людини, навколишньому середовищі. А зробимо ми це у вигляді подорожі у «Світ коливань». Епіграфом нашого уроку будуть слова англійського фізика Р.Бішопа: «СВІТ, В ЯКОМУ МИ ЖИВЕМО, ДИВОВИЖНО СХИЛЬНИЙ ДО КОЛИВАНЬ».

Отож, розпочнемо нашу подорож.

СТАНЦІЯ 1

ВИКЛАДАЧ

Наша мандрівка неможлива без з’ясування деяких теоретичних відомостей про механічні коливання, тому перша зупинка – станція «ТЕОРЕТИКОГРАД».

ОСНОВНІ ПИТАННЯ:

1. Що ж таке коливання?

2. Їхня характерна особливість?

3. Розглянемо характеристики коливань (потрібно дати означення, вказати позначення, одиниця вимірювання в СІ, формула для визначення): Амплітуда: Відхилення тіла від положення рівноваги називають зміщенням. А найбільше відхилення (А) – називають амплітудою коливань, вимірюють в (м). Період – це фізична величина, що дорівнює часу, за який відбувається одне повне коливання. Частота – це фізична величина,що чисельно дорівнює кількості повних коливань,які здійснює тіло за одиницю часу.

4. Як відомо, існує велика кількість коливань. Пригадаємо їх види (учні усно заповнюють схему і дають визначення кожного виду коливань):

Наступне завдання: класифікувати запропоновані приклади коливань (вільні та вимушені; затухаючі та незатухаючі):

1) коливання гілок дерева під час вітру;

2) іграшка-неваляшка;

3) коливання гойдалки без підштовхувань;

4) рух поршня в двигуні;

5) батут, на якому стрибають;

6) биття серця;

7) тряска автомобіля на нерівній дорозі;

8) струна гітари після виведення її з положення рівноваги;

9) коливання кульки на нитці;

10) коливання скла в будинку, повз який проїжджає вантажівка;

11) коливання вантажу на пружині;

12) коливання мітли двірника;

13) коливання голки швейної машини.

ВИКЛАДАЧ

Ви бачите, що всі вільні коливання є затухаючими, а вимушені – незатухаючими. Отже, ми з вами виявили основні відомості про механічні коливання. Продовжимо нашу мандрівку далі.

СТАНЦІЯ 2 ВИКЛАДАЧ

Всім відомо, що кожна теорія, гіпотеза повинна підтверджуватись практикою, дослідами. Цікавим з цього приводу є вислів Ольги Муравйової (сучасна російська поетеса, майстер афоризмів): «Теорія без практики – це нуль. Але практика без теорії може бути і мінусом».

Вам надається така можливість підтвердити свої знання дослідами. І тому ми робимо наступну зупинку – станція «ДОСЛІДОГРАД».

Тут на нас чекають підтверджуючі експерименти та якісні задачі.

Для розв’язування експериментальних задач створені дві групи «Математичний маятник», «Пружинний маятник».

Їх завдання:

Скласти коливальну систему, продемонструвати коливання, які в ній виникають.

Дати відповіді на запитання:

з яких частин складається дана коливальна система?

який вид коливань у ній виникає? Умови їх виникнення?

від чого залежить період коливань цієї системи?

Задача.Розрахуємо період і частоту коливань биття нашого серця за одну хвилину.

СТАНЦІЯ 3

ВИКЛАДАЧ

Продовжимо подорож. Далі на нас чекає станція, назва якої невідома, щоб її розшифрувати, потрібно розгадати загадку:

«Мій рід дуже древній. Батьки мої – коливання. Бабуся Цунамі – добре відома розбійниця на океанських узбережжях, дідусь – великий винахідник: і струнних, і духових, і клавішних музичних інструментів.

На рахунку мого батька не один зруйнований міст, а моя мама у великій дружбі з землетрусами. Я достойний нащадок своїх предків. Завдяки мені ви маєте приймачі і телевізори, не без моєї участі розламуються навпіл судна. Мені симпатизують музиканти, годинникарі, зв’язківці, і не надто шанують льотчики, моряки, будівельники. Я тут і там! Я всюди! Хто я?» (РЕЗОНАНС)

Отже, наступна станція «РЕЗОНАНСОГРАД».

І. Мотивація («Здивуй»). У 1750 р. біля Анжера (Франція) через ланцюговий міст завдовжки 102 м йшов у ногу загін солдатів. У результаті розмах коливань мосту збільшився настільки, що його ланцюги обірвалися і міст упав у річку; загинуло 226 людей. У 1906 р. з аналогічної причини зруйнувався так званий Єгипетський міст у Петербурзі – по ньому проходив кавалерійський ескадрон. Ці події класичні приклади виявлення резонансу в коливальних системах.

( Перегляд фільму -руйнування мосту)

- Найбільша амплітуда коливань під дією зовнішньої сили досягається тоді, коли частота зовнішньої змінної сили збігається з власною частотою коливань системи (ν=ν₀)

- Чим більша в системі сила тертя, тим слабше виражений резонанс.

( Резонанс на нитках, акустичний резонанс)

Познайомимось більш детальніше з позитивними сторонами резонансу:

· резонатори музичних інструментів.

Це пристрої, які мають резонансні властивості, тобто дають найсильніший відклик на зовнішні коливання певної частоти. В них створюються стоячі хвилі. В музичних інструментах ці пристрої використовують для підсилення інтенсивності звуку:

- у струнних, ударних інструментах їх роль виконують порожнини. Наприклад, звучання скрипок Страдиварі відрізняються від звучання інших скрипок характерною яскравістю та чистотою. Їх секрет полягає в клеєві для дека, який гасить вібрацію інструмента.

- Духові інструменти (кларнет, саксофон) використовують для створення звуку коливання тростинки. Ці коливання підсилюються на певних частотах резонатором у вигляді прямої або закрученої трубки. Закриваючі певні клапани кларнетист змінює положення вузлів стоячої хвилі, а, отже, і висоту звуку.

У стінах найкращого оперного театру Європи Ла Скала (Італія) для гарної акустики у стіни вмонтовані порожні трубки різної довжини;

· гойдалка;

· виштовхування машини, яка застрягла. Її потрібно розгойдати з частотою, рівною частоті коливань машини, і без великих зусиль можна збільшити амплітуду коливань настільки, що машина виїде на рівне місце;

· розгойдування язика дзвону. Розгойдати язик великого дзвону може навіть дитина, якщо вона буде натягувати мотузку з частотою, рівною частоті коливань язика. Але найсильніша людина не розгойдає язик, смикаючи мотузку не в резонанс;

Негативні:

· розливання води з відра при ходьбі з ним. Для припинення розливання води потрібно змінити темп ходи. При цьому зміниться частота зовнішньої сили;

· розгойдування вагонів на стиках рейок. Для зменшення ударного навантаження на вагони стики рейок роблять під кутом45º до осі рейок, при цьому колеса плавно перекочуються по рейкам;

· деренчання скла в транспорті. Потрібно змінити швидкість руху;

· флатер. Це шкідливі коливання крила літака під час польоту. У швидкісних літаків ці коливання, які мають велику амплітуду, можуть призвести до руйнування крил. Досить довгий час вчені шукали розв’язку цієї проблеми. Один із знайдених способів виявився дуже простим – у переднього краю кожного крила роблять потовщення, яке гасить ці шкідливі коливання. Але якщо б звернулися за допомогою до природи, то вирішення проблеми знайшли б значно швидше. Адже у бабки на кінці крил є тонке хітинове потовщення для регулювання коливань крил. Його видалення призводить до порушення польоту комахи.

ВИКЛАДАЧ

Давайте сформулюємо способи боротьби з негативним проявом резонансу:

- зміна частоти власних коливань системи або частоти зовнішньої сили;

- збільшення сил тертя в системі;

- введення ще одного зовнішнього впливу, що перебуває в протифазі до першого;

- додавання вантажів зі змінним центром тяжіння.

Шкідливі прояви резонансу	Способи боротьби з шкідливими проявами резонансу
Відомі випадки руйнування літаків, коли амплітуда коливань крил літака різко збільшується під дією турбулентності потоків повітря.	Змінити власну частоту коливань системи. Просто зробити важчими крила літаків – частота власних коливань крила змінилась і припинила співпадати із частотою коливань зовнішньої сили.
Під час руху потяга частота ударів коліс на стиках рейок іноді збігається з частотою вільних коливань вагона на ресорах, тоді вагон починає сильно розгойдуватися і виникає небезпека аварії.	Для потягів розраховують небажану швидкість руху.
Руйнування мостів, про які йшлося на початку уроку.	По мосту забороняється ходити стройовим кроком.
Руйнування будинків під час землетрусів.	Під час спорудження будинків ураховують частоту коливань земної кори в разі землетрусу.

IV. ПІДСУМКИ УРОКУ І ПОВІДОМЛЕННЯ ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

ВИКЛАДАЧ

Ось ми і завершили подорож у «Світ коливань». Підіб’ємо її підсумки. Продовжить речення:

ü Ми познайомилися з новим видом руху, а саме…

ü Його характеристиками є…

ü Ми дослідили…

ü Показали широке застосування…

ü Я дізнався нове про …

Чи досягли ми мети уроку?

ПОВІДОМЛЕННЯ ОЦІНОК УЧНЯМ

ЗАКЛЮЧНЕ СЛОВО ВИКЛАДАЧА

Я сподіваюсь, що сьогоднішній урок побудить у вас жагу нового пізнання, адже «великий океан істини» і досі постає перед нами недослідженим остаточно.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

1.Знайти спосіб визначення росту людини за допомогою маятника.

2.Вивчити §15Вправа15( 1,6)

РЕФЛЕКСІЯ

І на завершення, пропоную вам оцінити урок у цілому. У вас на партах листки паперу, на яких зображені смайлики: «Дуже сподобався», «сподобався», «байдуже», «не сподобався». Виходячи з класу, наклейте на ватман той смайлик, який виражає ваше враження від уроку.