Урок физики на тему Звуковые колебания

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ПОЛУРЯДИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

Методическая разработка урока физики в 9 классе по теме

«ЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ»

Учитель физики Цуканова О.Ю.

Полурядинки 2015

Урок физики в 9 классе «Звуковые колебания»

Педагогическая цель: создать условия для формирования у обучающихся преставления о звуковых волнах и особенностях их образования, о механизме протекающих при этом процессов.

Тип урока: урок изучения нового материала

Образовательные цели: научить определять особенности образования звуковых волн и понимать механизм протекающих при этом процессов;

Воспитательные: формировать умение планировать и проводить эксперимент, выдвигать гипотезу, проверять и оценивать свою работу, работу группы, проводить контроль и коррекцию своей работы, показать роль эксперимента в формировании научной картины мира;

Развивающие: развитие мышления обучающихся (анализ и синтез, дедукция и индукция, аналогия);

Оборудование:

1. Компьютер, проектор, экран.

2. Аудиофайлы с записями различных звуков

3. Оборудование для фронтального эксперимента: камертоны, молоточки, бусинки на нити, металлические и картонные пластинки, расчески с разной частотой зубьев, кюветы с водой.

4. Рабочие листы (дидактические печатные материалы для обучающихся) и листы экспериментов.

План урока

1. Оргмомент (1 минута)

2. Мотивация (2 минуты)

3. Актуализация опорных знаний (6 минут)

4. Изучение нового материала (30 минут)

5. Первичное закрепление знаний (5 минут)

6. Подведение итогов, домашнее задание (1 минута)

Ход урока.

1. Орг. момент (приветствие учителя и обучающихся)

2. Мотивация.

- На слайде вы видите различные процессы, которые нас окружают. Как вы думаете, что их объединяет? Правильно, все это примеры механических колебаний, то есть периодически повторяющихся процессов. А как называются механические колебания, которые распространяются в пространстве с течением времени?

Правильно, это механические волны. Сегодня на уроке мы продолжим изучение этого удивительного явления. А для этого, давайте вспомним, что мы изучили ранее по этим темам и решим кроссворд с самопроверкой.

3. Актуализация опорных знаний.

Решение кроссворда с самопроверкой на месте.

2

1

3

5

4

6

7

8

9

1. Явление резкого возрастания амплитуды колебаний при совпадении вынуждающей силы и частоты собственных колебаний системы. (Резонанс)

2. Волна, направление распространение которой совпадает с направлением колебания частиц в ней (продольная)

3. Физическая величина, численно равная числу колебаний в единицу времени. (Частота)

4. Время одного полного колебания (Период)

5. Волна, направление распространения которой перпендикулярно направлению распространения частиц в ней. (Поперечная)

6. Распространяющиеся в упругой среде колебания (Волны)

7. Единица частоты в СИ (Герц)

8. Единица длины в СИ (Метр)

9. Единица периода в СИ (Секунда)

4. Изучение нового материала.

Постановка проблемы.

- Наш мир полон колебаний и излучений. Мы живем, по большей части, не чувствуя окружающих нас волн. А те, которые ощущаются человеком, крайне важны для него, так как являются источником информации о внешнем мире. Проведем небольшой эксперимент. На экране скоро появятся три фотографии, которые вы пока не видите. Но подсказки могут помочь вам определить, о чем или о ком идет речь.

(При обращении к аудиофайлу 1 слышен звук раската грома, при прослушивании аудиофайла 2 слышно пение птиц, при включении третьего аудиофайла, звучит школьный звонок. Обучающиеся выдвигают гипотезы, что изображено на закрытых рисунках.

Дале рисунки открываются учителем.

- Что нам помогло отгадать содержание фотографий? Об этом и пойдет речь на сегодняшнем уроке.

(Обучающиеся выдвигают предположение о теме урока, обсуждают и формулируют тему урока. На доске записывается сформулированный вариант темы урока.)

Учебная ситуация 1. Экспериментальное обоснование темы занятия, определение сути изучаемого явления с опорой на эксперимент.

- Проделаем фронтальный опыт 1, его описание есть на листе экспериментов.

Оборудование: камертон - прибор для настраивания музыкальных инструментов, молоточек, бусинка на нити, кювета с водой.

( В ходе опыта необходимо ударить молоточном по камертону, прикоснуться к нему пальцем, поднести к нему бусинку на нити. Обучающиеся фиксируют результаты опыта в листах, рассказывают, что ощущают, что видят, что слышат. Анализируют проделанные эксперименты, выстраивают логическую цепочку: звук - колебания - распространение колебаний - волна).

- А можно ли наблюдать распространение звуковых волн?

Проделаем фронтальный опыт 2 из листа экспериментов и попытаемся объяснить его результаты.

(Необходимо ударить молоточном по камертону и опустить его в кювету с водой).

- Мы видим поверхностную волну на воде вокруг каждой ножки камертона, а в пространстве между ножками видим почти неподвижные волны. Это результат явления наложения волн - интерференции - явления, которое будет изучено позднее.

(Обучающиеся видят, что звук - механическая волна, которая распространяется в пространстве).

- Итак, что послужило источником звуковой волны?

Да, это колеблющееся тело, но верны ли утверждения, написанные на доске?

«Всякое колеблющееся тело звучит»

«Всякое звучащее тело колеблется»

Проделаем фронтальный опыт 3

(Обучающимся необходимо отогнуть и отпустить свободный край металлической пластинки, крепко прижатой к столу коробочкой-резонатором. Изменять длину колеблющегося края, обращая внимание, видны ли колебания, слышен ли звук. Результаты эксперимента заносить в лист экспериментов. Далее обучающиеся делают вывод, убирают неправильное утверждение, оставляя на доске высказывание «Всякое звучащее тело колеблется»).

- Не все колебания мы воспринимаем как звук, а только колебания с частотой от 16 до 20000 Герц.

Учебная ситуация 2. Моделирование и мысленный эксперимент для понимания сути физического явления, применение знаний при работе с моделью.

Мысленный эксперимент: что происходит при колебании линейки?

Когда линейка колеблется, она сжимает прилегающий к одной стороне слой воздуха и одновременно создаёт разрежение с другой стороны. Области сжатия и разряжения чередуются и распространяются в виде упругой волны. Проследим, как это выглядит на анимационной модели распространения звука. (Просмотр анимации).

Вопросы обучающимся.

- Покажите на картинке анимации области разряжения, области сжатия.

- К какому виду механических волн вы относите звук?

- Почему вы так решили?

Учебная ситуация 3.

-В каких средах мы наблюдали распространения звуковой волны в наших экспериментах на уроке?

- А где еще может распространяться звук. Приведите примеры.

- А везде ли он распространяется?

Просмотрим видеоролик «Эксперимент с воздушным колоколом»

- Что происходило со звуком от будильника по мере выкачивания воздуха вакуумным насосом из-под колокола?

- Чем это можно объяснить?

(Обучающиеся делают вывод, что звук, как и любая механическая волна в вакууме не распространяется, а распространяется только при наличии упругой среды).

- Рассмотрим таблицу учебника, в которой даны скорости звука в различных средах.

- Где скорость звука больше: в стали или в воздухе?

- Как вы думаете, почему?

(Обучающееся делают предположения, приходят к выводу, что скорость звука зависит от свойств среды, в основном от её плотности, и как следствие, от степени взаимодействия частиц среды).

Сделаем вывод, что же такое звук?

(Обучающиеся формулируют определение: «Звук - это продольная механическая волна с частотой от 16 до 20000 Гц»).

- Человек не слышит звуки, если колебания происходят с частотами за пределами этого диапазона. Но многие животные их слышат.

(Двое обучающихся рассказывают небольшие сообщения (на 1 - 2 минуты) по теме «Инфразвук», «Ультразвук», сопровождаемые презентациями).

- У вас на листах есть шкала частот. Заполните её, подписав названия для соответствующих интервалов: инфразвук, звук, ультразвук.

Учебная ситуация 4. С помощью оборудования для фронтального эксперимента провести опыты для выдвижения гипотез - от чего зависят характеристики звука; осуществить проверку гипотез с помощью демонстрационного эксперимента.

- Огромное количество звуков окружает нас. Что мы слышим в данную минуту?

(Учитель демонстрирует аудиозапись любого звука, меняя громкость).

- Чем отличаются эти звуки?

- От чего зависит громкость звука?

Фронтальные эксперимент 4

Оборудование: камертон, молоточек, бусинка ни нити.

(По камертону ударяют молоточком слабо, извлекая тихий звук, и подносят бусину, потом звучание камертона останавливают, ударяют по нему сильно и снова подносят бусину на нити).

- Одинаковы ли колебания бусины?

- Чем они отличаются?

(Обучающиеся делают вывод: чем больше амплитуда колебаний источника, тем выше звук.) Вывод записывают в лист экспериментов.

- Прослушаем звуки природы. Обучающимся дают прослушать жужжание шмеля, мухи, комара, пение басом, тенором, сопрано.

-Чем отличаются эти звуки?

- От чего зависит высота звука?

Фронтальный эксперимент № 5

Оборудование: три расчески с разной частотой зубьев, кусок плотного картона.

Если провести их зубьями по куску плотной бумаги, открытки или по куску целлулоидной пленки, то в зависимости от частоты зубьев можно услышать звук различной высоты.

- Какая расческа дает самый высокий звук?

(Обучающиеся делают вывод, что высота звука - это характеристика, зависящая от частоты колебания источника, выводы фиксируют на листах экспериментов).

- Кто же машет крыльями с большей частотой: комар или шмель? У кого частота колебания связок больше: у женщины, поющей сопрано, или у мужчины, поющего басом?

- Не только высота и громкость звука являются отличительными признаками различных звуков. Так - камертон - источник звука одной высоты (ноты), чистого тона. Но большинство источников звука чистого тона не создают.

(Учитель дает прослушать аудиозаписи различных музыкальных инструментов).

- Какие музыкальные инструменты мы слышим?

- И голоса людей мы распознаем и отличаем один от другого.

- Как нам это удается?

- В чем отличие этих звуков от звука камертона?

(Обучающиеся строят гипотезы).

- В музыкальных инструментах, например, помимо основного тона (им считается самый низкий), существуют еще и обертоны - дополнительные. И если они звучат в унисон, т.е. синхронно, то получается неповторимое для данного источника сочетание - тембр.

5. Первичное закрепление знаний.

1. Первичное закрепление во внешней речи.

- С каким явлением (процессом) мы познакомились на этом уроке?

- Что такое звук?

- Что является источником звука?

- На луне производятся геологические работы, при этом лунный грунт взрывают. Будет ли слышен звук? Почему?

- Дмитрий Донской перед Куликовской битвой услышал топот вражеской конницы, когда она еще не была видна, приложив ухо к земле. Чем это можно объяснить?

- Какие характеристики звука вы знаете?

- На рис.76 стр. 124 в учебнике представлен след от колеблющихся камертонов. Какой камертон издает более высокий звук? Как меняется громкость звука от камертона со временем?

Тест на 3 минуты с самопроверкой

1. Звук - это

А) электромагнитная волна;

б) продольная механическая волна;

в) поперечная механическая волна.

2. Звук может распространяться

А) везде, кроме вакуума; б) только в вакууме; в) в среде и вакууме.

3. С большей скоростью звук распространяется в

А) газе; б) в жидкости; в) твердом теле

4. Чем больше амплитуда колебаний источника, тем звук

А) выше; б) громче; в) ниже; г) тише

5. Чем больше частота колебаний источника звука, тем звук

А) выше; б) громче; в) ниже; г) тише

6. Слышимый для человека звук находится в диапазоне

А) от 16 до 20000 Гц; б) от 0 до 16 Гц; в) от 20000 Гц.

7. Звук одной частоты, называется

А) обертон; б) чистый тон; в) основной тон; г) тембр.

1

2

3

4

5

6

7

б

а

в

б

а

а

б

6. Подведение итогов. Домашнее задание.

Параграфы 34, 35, 36, 37 из учебника

Домашнее задание задается дифференцированно.

Если при написании теста вы ошиблись три и более раза, вам нужно помимо работы с параграфами сделать упр. № 30 (1, 2), 31 (1) стр. 126 и 129 из учебника.

Если вы допустили в тесте не более двух ошибок, то вам предстоит сделать упр. № 30 (3) стр. 126, упр. 31 (2) стр. 129.

Если вы справились с тестом полностью без ошибок, то вам предстоит подготовить краткое сообщение на следующий урок на выбор:

- о слышимости звуков;

- о примерной громкости различных звуков и влиянии громкости на здоровье человека;

- о форме музыкальных инструментов;

- о методах клинического обследования с помощью ультразвука;

- об эхолокации.

Лист экспериментов.

Эксперимент 1

Вставьте камертон в резонатор. Извлеките звук. Исследуйте камертон.

Ударяю молоточком

Слышу

Касаюсь рукой

Ощущаю

Подношу бусину

Вижу

Эксперимент 2

Снимите камертон с резонатора. Извлеките звук, опустите неглубоко в воду, не касаясь стенок и дна емкости.

Опускаю камертон в воду

Слышу

Вижу

Эксперимент 3.

Возьмите металлическую пластинку. Прижмите её резонатором к столу. Извлеките звук, отогнув и отпустив пластину. Исследуйте.

Колеблется ¼ часть пластинки

Слышу

Вижу

Колеблется ½ часть пластинки

Слышу

Вижу

Колеблется ¾ часть пластинки

Слышу

Вижу

Эксперимент 4.

Возьмите камертон, извлеките звук, ударяя молоточком слегка по камертону. Поднести к камертону бусину на нити. Ударьте молоточком по камертону сильно. Поднести бусину на нити. Исследуйте колебания бусины в первом и во втором случае. Оцените громкость звучания камертона в обоих случаях, сделайте выводы.

Эксперимент 5.

Возьмите лист картона. Проведите по нему расческой с частыми зубьями, потом расческой с редкими зубьями, извлекая вук. Оцените высоту звука в первом и втором случаях. Сделайте вывод.

№

Характеристика

От чего зависит

Как зависит

Рисунок

1

2