Разработка урока по теме: Механические колебания + презентация к уроку

Цель урока:

• Показать общность ряда законов живой и неживой природы;

• Углубить представление о единстве материального мира.

• Усваивать способы приобретения знаний из различных источников информации.

• Рассмотреть характер колебаний в неживой и в живой природе.

Темы исследований:

• Общие закономерности колебательных процессов

• История изучения природы колебаний

• Механические колебания в природе - это редкий вид механического движения?

• Вибрация - как частный случай механических колебаний. Использование вибрации для лечения человека

• Как живые организмы выполняют автоматическую регуляцию протекающих в них колебательных процессов

• Сердечная дистония - причем здесь колебания.

• Роль резонанса в действии органов слуха

• Могут ли нанести вред организму внешние колебания?

• Нарушение ритмов основных физиологических процессов под действием возбуди

Задачи урока:

образовательная

• актуализация знаний, умений и навыков, необходимых для творческого применения знаний;

• рассмотрение исторических фактов открытия закона всемирного тяготения, гравитационной постоянной;

• применение обобщенных знаний, умений и навыков в новых условиях;

воспитательная

• воспитание интереса к предмету;

• формирование научного мировоззрения, диалектико материалистического истолкования закона всемирного тяготения; получение фундамента системы знаний по явлению всемирного тяготения, формирование взглядов, убеждений, развитие диалектического, теоретического стиля мышления.

• Воспитание коммуникативной деятельности: сотрудничества при фронтальной работе, работе в группах, культуры ведения дискуссий, презентация результатов деятельности.

развивающая

• развитие познавательной активности и любознательности учащихся;

• знакомство с новыми профессиями;

• развитие самостоятельности мышления, воображения, логического подхода к решению поставленных задач.

Цель

Углубить осмысление знаний и обобщений понятия колебания в природе

Понять физическую сущность законов, по которым выполняются законы колебательных систем, явлений,

Получить положительный результат творческой исследовательской работы учащихся

Отработать умение применять законы, по которым выполняются различные колебания

Этапы урока

Физика+Человек =Здоровье. Человек - это высокоразвитая биоэнергоинформационная система, способная расходовать и пополнять свою биоэнергию, распределять ее между органами и выделять в окружающую среду. Человек - источник механических волн различного диапазона и электромагнитного поля (биополя).

Результаты деятельности

Электронная презентация к уроку - мультимедийный план (сценарий) урока и его конкретных этапов

Скажи мне - и я забуду;

Покажи мне - и я запомню;

Дай сделать - и я пойму.

Китайская притча

Деятельность

Учителя

Учащихся

Учителя

Учащихся

1.Организационный момент.

Проведение

само рефлексии

по методике

«экспресс - урока»

(на начало урока)

Выдает таблицу на листочках.

Вы готовы к уроку физики, уверены в себе, на урок пришли с хорошим настроением, готовы к любому виду деятельности. В таблице поставьте галочку напротив ответа, соответствующего состоянию вашей души: А) с большим желанием, Б) раз надо, то выполню, что требуют, В) не уверен, что смогу ответить на все вопросы, Г) к данной работе безразличен.

Учащиеся ставят галочку в таблице напротив вопроса, соответствующего состоянию

а

б

в

г

2.Мотивация

Учитель мотивирует потребность изучать Цель: пробудить у учащихся необходимость пополнения знаний о колебательных системах, существующих в природе с целью не просто знать, но и уметь применять для улучшения качества жизни человека, обеспечения безопасности жизнедеятельности в процессе использования транспорта, в быту, технике, связи, влияние на организм человека.

II. Актуализация опорных знаний.

Форма организации деятельности - фронтальная работа.

умение общения (коммуникативный

мотив).

Использую частично-поисковый метод с применением эвристической беседы, в процессе которой ставится система вопросов, каждый из которых подводит к необходимости изучения законов колебательных систем.

1.Познавательный мотив.

Фронтальная работа с классом:

Какова же цель нашего урока?

Для достижения данной цели выдвигаем задачи

Фронтальная работа:

Рассмотрите запись синусоиды математического маятника и ответьте на вопросы:

Просмотрим мультфильм и назовем виды колебаний в природе и технике.

Посмотрим на решение задач одноклассниками.

А) беседа по вопросам:

Б) Работа с учебником: работа с текстом - составление ментальной карты

Связать законы физики и жизнь человека

Задачи:

- Научиться распознавать колебания разного рода в природе и технике

- Применять знание законов при решении задач

- Научиться записывать энцефалограмму мозга и кардиограмму сердца и обрабатывать ее

- Чем отличаются колебания от волн?

- Что общего между маятником и голосовыми связками человека?

- Затухающие или незатухающие колебания вы видите?

- Зависит ли синусоида колебаний маятника от:

А) его длины?

Б) массы груза?

В) скорости и ускорения его

движения?

- Что изучает оптика?

- Какие бывают оптические приборы?

- Можно ли считать глаз человека оптической системой?

- Можно ли увидеть звук?

- Почему мы не слышим вcе звуки?

- Кто самый неутомимый труженик в нашем организме?

А можно ли использовать законы физики для описания процессов, происходящих в организме человека?

Цель: Научиться применять знание законов колебательных систем для увеличения качества жизни человека.

Учащиеся смотрят динамическую модель математического маятника, анализируют синусоиду колебаний

Учащиеся называют виды колебаний

( работа с текстом)

Составить ментальную карту

Получили продукт - СЛС

Учащиеся понимают необходимость более глубокого изучения законов колебательных процессов.

ЗАР Выделяют объект наблюдения, осмысливают, анализируют результаты наблюдений.

ЗБР Предлагают различные версии, анализируют результаты наблюдений.

Индивидуальная работа

Цель: проверить умение/ знание законов колебательных систем, умение применять при решении в знакомых и незнакомых ситуациях.

Учитель добивается понимания умений/ знаний функциональной зависимости силы всемирного тяготения от массы тел, расстояния между телами.

№1.По графику зависимости амплитуды колебаний от времени определить амплитуду колебаний, период, частоту, циклическую частоту, составить уравнение колебаний.

№3 Определить расстояние между двумя кораблями.

№1 Определить Амплитуду колебаний, период, частоту, циклическую частоту, составить уравнение колебаний, описанных графиком.

Х = 0,02м

Т = 0,4с

ʋ = 1 = 1 = 2,5Гц

Т 0,4с

ω = 2πʋ = 2 3,14 2,5 Гц = 15,7 Гц

m_с = F_сл R _сз²

G m_з

R = m² G

F

ω = 2πʋ = 2 π 2,5 = 5 π

Х = 0,02Sin 5π

В) Фронтальная работа.

Цель: проверка знаний понятийного материла, терминологии явления тяготения.

закона всемирного тяготения в результате групповой работы по проблеме: Доказать, что сила всемирного тяготения зависит от массы тел и расстояния между телами.

9.Какие явления относятся к гравитационным?

10. Какие взаимодействия называются гравитационными?

11. Что такое гравитация?

12. Что называют гравитационным полем?

13. Какая физическая величина характеризует гравитационные взаимодействия?

14. Назовите свойства гравитационного заряда.

15. Какая сила осуществляет гравитационные взаимодействия?

16. Назовите признаки силы всемирного тяготения.

17.Между какими физическими величинами выражает связь закон всемирного тяготения?

18. Как И.Ньютон доказал, что сила всемирного тяготения зависит от масс тел и расстояния между ними?

19.Сформулировать закон всемирного тяготения, записать математически.

9. явления притяжения всех тел друг к другу.

10. взаимодействия между телами Вселенной.

11. явления всемирного тяготения.

12. особая форма материи, посредством которой осуществляется гравитационные взаимодействия.

13. гравитационный заряд.

14. гравитационный заряд совпадает с массой тела.

15. сила всемирного тяготения.

16. приложена к центрам масс тел, направлена противоположно друг другу, по модулю определяется по формуле.

17. m_1, m_2, R

Доказательство:

1) По 3 закону Ньютона - если сила, действующая на тело прямо пропорциональна массе тела, то равная ей сила, действующая на второе тело, прямо пропорциональна массе второго тела. Так как силы равны, то силы прямо пропорциональны массе и первого и второго тел.

2) Ньютон рассчитал отношение радиуса орбиты Луны к радиусу Земли, оказалось равно 60, а отношение ускорения свободного падения на Земле к центростремительному ускорению, с которым Луна обращается вокруг Земли, равнялось 3600. Следовательно, ускорение обратно пропорционально квадрату расстояния между телами.

3) По II закону Ньютона сила и ускорение связаны прямой зависимостью. Следовательно, сила обратно пропорциональна квадрату расстояния.

F ~ m₁ m_2.

R²

1)По III закону Ньютона

F_1,2 = F_2,1.

Если F_1,2~ m_1, то F_2,1 ~ m_2.

Следовательно, F ~ m₁ m_2.

2) R _лз = 384000 км = 60

R_з 6400км

g_з = 9,8 м/с² =

α_л 0,0027 м/с²

⁼ 3600

g_з = R _{л з}² ; g ~ 1

α_л R_з² R_з²

Но F = mg ,

Следовательно, F~ 1

R²

3) По II закону Ньютона

α = F ; α ~ 1

m m

Но g = F ; g = const,

m

Следовательно,

F ~ 1

R²

III. Изучение новой темы:

Цель: ввести опытное обоснование гравитационной постоянной, ее физический смысл, единицы измерения. Решить проблему, поставленную в начале урока: почему мы не видим притяжения тел в комнате.

F ~ m₁ m_2.

R²

F = G m₁ m_2.

R²

G = 6,67 10^-11Н м²/кг²

Определил ее Кавендиш.

Фрагмент фильма

«Опыт Кавендиша».

ТАК ПОЧЕМУ ТЕЛА В КОМНАТЕ НЕ ПРИТЯНУЛИСЬ ДРУГ К ДРУГУ?

Применение закона всемирного тяготения

1.При открытии новых планет. Открыв планету Уран, рассчитали ее орбиту, но расчеты не совпали с истинным значением. Предположили, что возмущение орбиты вызвано наличием еще одной планеты, находящейся за Ураном. Чтобы найти новую планету, нужно было решить систему 12 дифференцированных уравнений с 10 неизвестными.

Эту задачу решил английский студент Адамс, решение отправил в английскую академию наук. Но там на его не обратили внимание А французский математик Леверье , решив задачу, послал результат итальянскому астроному Галле. И в первый же вечер, направив свою трубу в нужную точку, была обнаружена новая планета - Нептун. Подобным образом в 30 е годы 20 столетия была открыта 9 планета Солнечной системы Плутон.

IV. Закрепление. Решение задач и тестов.

2. I. Этап.

Работа по вопросам.

№20.Два тела массой 10³кг и 2 10³кг находятся друг от друга на расстоянии R и притягиваются друг к другу с силой F. Чему равна сила притяжения тел F₁ массой 2 10³кги 4 10³кг, находящихся на таком же расстоянии.

1) F; 2) 2 F; 3)4 F; 4) 8 F.

№21. Два тела массами

m₁= m и m₁= 2 m падают в воздушном пространстве. Сравните ускорения тел α₁ и α₂ этих тел. 1) α_{1 =} 2 α₂; 2) α_{1 =} α₂; 3) α_{2 =} 2 α₁; 4) α_{1 =} 4 α₂

№22. На космонавта, находящегося на поверхности Земли, действует сила 720 Н. Какая сила тяготения будет действовать на того же космонавта в космическом корабле на расстоянии двух земных радиусов от поверхности Земли? 1) 360Н; 2) 240Н; 3)180Н; 4) 80Н.

№1 Сравнить F и F₁

1 10³кг 2 10³кг

F R F

4 10³кг 2 10³кг

F₁ R F₁

4 10³кг 2 10³кг

№2 Сравнить α₁ и α₂

m 2 m

α₁ α₂

R

№3 Сравнить F₁ и F₂

m

F₂

2R

m

F₁

R

Вывод.

Заполнить таблицу:

На поверхности Земли

На высоте Н над Землей

F =

F =

движение по окружности

F_ц = F_вс

F_ц = F_вс

2 тур.

Решение задач.

№ 1. Определить массу М планеты Марс, если известно, что спутник Марса Фобос обращается вокруг него по круговой орбите радиусом R = 9400 км с периодом Т = 7ч 39 мин

Работа сильных учеников с тестовым заданием за компьютером.

1. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если расстояние между ними уменьшить в три раза?

а) увеличится в 3раза; В) уменьшится в 3 раза; с) увеличится в 9 раз; д) уменьшится в 9 раз; е) не изменится

2. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если массы взаимодействующих тел увеличить в три раза?

а) увеличится в 3 раза; В) уменьшится в 3 раза; с) увеличится в 9 раз;д) уменьшится в 9 раз; е) не изменится

3. С какой силой притягиваются два вагона массой по 90 т каждый, если расстояние между нами 2 км?

а) 3,5 10-8 Н; В) 21,5 10-8 Н; с) 13,5 10-8 Н; д) 4,9 10-8 Н; е) 16 10-8 Н

4. На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения уменьшается на 19%? Радиус Земли 6400 км.

а) 711 км; В) 332 км; с) 7100 км; д) 0,7 км

3 тур.

Задачи с решением.

№1 Каким должен быть радиус круговой орбиты искусственного спутника Земли, чтобы он все время находился над одной и той же точкой земной поверхности на экваторе?

Решение.

Для того чтобы спутник, двигаясь по круговой орбите, находился все время над одной и той же точкой земной поверхности на экваторе, необходимо, чтобы период Тс обращения спутника вокруг Земли был равен периоду Тз обращения Земли вокруг своей оси. Центростремительное ускорение спутника создается силой притяжения к Земле.

Спутник на экваторе:

Тс = Тз

1) α_{ц =} F = m_с М_з G = М_з G

m_с R² m_с R²

2) α_ц = υ²= 4π² R² = 4π² R

R RТ² Т²

υ = 2 π R

Т

Следовательно, (1) = (2)

М_з G = 4π² R

R² Т²

R =

Итоги урока.

Явление - опыты - закон - опыты - теория.

Явления тяготения изучались многими учеными, проводились опыты, и только Ньютон, сопоставляя падение созревшего яблока в саду родителей и движение планет, тел Вселенной математически вывел функциальную зависимость массы тел, расстояния между ними и силы всемирного тяготения - закон.

Почему всемирного тяготения?

Кавендиш и другие ученые многократно рассчитывали гравитационную постоянную, опытно доказывали выполнимость закона. Эйнштейн объединил все знания в теорию тяготения.

Сформулировать закон всемирного тяготения.

Функцию каких физических величин устанавливает закон всемирного тяготения?

Памятка по изучению

закона.

1.Познакомится с фундаментальным законом физики - законом всемирного тяготения.

2.Выяснить между какими физическими величинами выражает связь данный закон.

3.Формулировка закона, математическая его запись.

4. Опыты подтверждающие его справедливость.

5. Объяснение закона на основе современных научных теорий.

6.Примеры использования закона на практике.

7.Границы применимости закона.

Саморефлексия

На уроке вы углубили знания и применение закона всемирного тяготения - фундаментального закона природы!

научились решать качественные и аналитические задачи, справились со всеми видами работы, усвоили понятийный материал, сможете применять при решении задач.

В таблице поставьте галочку напротив ответа, соответствующего состоянию вашей души:

А) я умею применять закон всемирного тяготения, уверен в своих знаниях;

Б) я думаю, что научился применять закон всемирного тяготения.

В) я не уверен, что смогу решать задачи на применение закона всемирного тяготения; Г) к данной работе безразличен

А

Б

В

Г

2.Мотивация

Учитель мотивирует потребность изучать Цель: пробудить у учащихся необходимость пополнения знаний о колебательных системах, существующих в природе с целью не просто знать, но и уметь применять для улучшения качества жизни человека, обеспечения безопасности жизнедеятельности в процессе использования транспорта, в быту, технике, связи, влияние на организм человека.

23