Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Колебания математического маятника" 11 класс

Разработка урока физики на деятельностной основе
Тема урока: «Колебания математического маятника»
11 класс
Автор разработки:
учитель физики высшей квалификационной категории
Муниципальное общеобразовательное казенное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 1 п. Кировский»
Кировского района Приморского края
Милюк Лариса Алексеевна
2015
П Л А Н У Р О К А
Глава. Механические колебания 11 класс
Тема урока. Колебания математического маятника
Тип урока. Урок общеметодологической направленности
Вид урока. Лабораторная работа по физике в среде табличного процессора
Microsoft Excel. Компьютерное тестирование.
Цель урока: продолжить изучение механических колебаний и способствовать
формированию практических умений и навыков при вычислении
ускорения свободного падения и периода колебаний маятника.
Задачи:
Образовательная.
1. Повторить и закрепить знания и умения по теме:
«Механические колебания».
2. Определить ускорение свободного падения с помощью
математического маятника.
3. Вычислить зависимость периода колебаний математического
маятника от длины маятника и проанализировать эту
зависимость средствами деловой графики.
Развивающая.
Развивать знания, умения и навыки использования функций в
программе Microsoft Excel.
Воспитательная.
Воспитывать позитивное отношение к познавательной
деятельности по физике через практическую работу на
компьютере, интерес к физике, обязательность соблюдения
техники безопасности, культуру труда и технической речи,
эстетический вкус, убежденность.
Формы организации: фронтальная, групповая;
Приемы организации: рассуждение, анализ;
Методы обучения.
Объяснительно-иллюстративный : развернутая беседа; наблюдение,
демонстрация;
Репродуктивный: повторение и закрепление (монологические
ответы);
Частично – поисковый: вывод формулы для ускорения свободного
падения;
Практические: измерение длины маятника, возбуждение колебаний
маятника, измерение времени колебаний, заполнение таблицы на
компьютере;
Методическое обеспечение урока. Инструкционные карты по выполнению
лабораторной работы, файл «Лабораторная работа» в программе Microsoft Excel,
содержащий таблицы для отчета, электронный тест II уровня усвоения по теме:
«Механические колебания», выполненный в среде языка программирования Visual
Basic (2 варианта).
Оборудование: ПК, модель математического маятника, рулетка, доска, маркер.
Х о д у р о к а
I Организационный момент – 2 мин
1. Проверка наличия учащихся и готовность к уроку
2. Сообщение темы и цели урока
Запишите домашнее задание – это задача по текущей теме стр. 72, упр. 3 № 1,2.
Мотивация учебной деятельности
Учитель. В ходе изучения раздела «Механические колебания» мы выяснили
характерные количественные признаки колебательного движения. Перед вами
математический маятник. Для чего он здесь?
Ученик. Чтобы на практике изучить колебательный процесс.
Учитель. Сформулируйте тему урока.
Ученик. Тема урока «Колебания математического маятника».
Учитель. Запишите число и тему.
Учитель. Для чего нужен математический маятник?
Ученик. Для определения ускорения свободного падения
Учитель. Для чего нужно знать значение ускорения свободного падении?
Ученик. Для выявления аномалий, залежей полезных ископаемых.
Учитель. Как определить ускорение свободного падения с помощью
математического маятника? (проблема)
Сформулируйте цель урока: определить ускорение свободного падения с помощью
математического маятника.
II Актуализация опорных знаний и их коррекция
Вопросы:
1. Механические колебания – определение
- Движения, которые точно или приблизительно повторяются во времени
2. Характеристики колебаний
- Смещение (координата точки) х - отклонение колеблющейся точки от положения
равновесия в данный момент времени (м).
- Амплитуда х
м
- наибольшее смещение от положения равновесия (м).
- Период Т — время, за которое совершается одно полное колебание. Выражается в
секундах (с).
- Частота — число полных колебаний за единицу времени. В СИ измеряется в
герцах (Гц)
- Циклической (круговой) частотой
периодических колебаний наз. число полных
колебаний, которые совершаются за 2 секунд. Единица измерения – с
-1
.
- Фаза колебания - физическая величина, определяющая смещение x в данный
момент времени. Измеряется в радианах (рад).
Фаза колебания в начальный момент времени (t=0) называется начальной фазой (
0
).
- Скорость движения и ускорение – величины которые непрерывно изменяются с
течением времени, поэтому характеризуют мгновенное состояние колебательной
системы.
Скорость имеет максимальное значение при прохождении телом положения равновесия, а в крайних положениях
(при достижении амплитудного значения смещения) равна 0.
Ускорение равно 0 в положении равновесия, а в крайних положениях имеет максимальное значение (тело меняет
направление своего движения).
3. Определение математического маятника
- Математический маятник – материальная точка, подвешенная на невесомой
нерастяжимой нити.
4. Маленький тяжелый шарик, подвешенный на тонкой, длинной и
нерастяжимой нити, является физической моделью математического
маятника, на которой изучают его свойства.
5. Запишите на карточках формулу для периода математического маятника
g
l
T
2
6. В тетрадях выведите из этой формулы ускорение свободного падения,
запишите полученную формулу на карточку и покажите
- g= 4* π
2*
l/T
2
7. Чему равно ускорение свободного падения?
- g = 9,8 м/с
2
Убедитесь в том, что g примерно = 9,8 м/с
2
, выполнив лабораторную работу.
Правила техники безопасности во время работы с физическими приборами и с
компьютером.
III Реализация построенного проекта
Выполнение лабораторной работы (Пробное применение знаний)
Определение ускорения свободного падения
1. Открыть файл «Лабораторная работа» в папке Мои документы
2. Измерить длину маятников
3. Заполнить ячейки: пи, длина маятника, количество колебаний – 40 (Таблица 1)
4. Возбудить колебания маятников, отклонив шарик в сторону на 5-8 см и отпустив его
считать полные колебания.
5. Измерить время 40 колебаний маятников с использованием часов на панели Задач и
занести показания в таблицу 1
6. Вычислить ускорение свободного падения
7. Сохранить изменения в файле
8. Запишите полученное ускорение свободного падения на карточках и покажите.
8. Запишите полученное ускорение свободного падения на карточках и
покажите.
9. Почему значения ускорения свободного падения разные?
- предел (записать на доске)
10. Где вы могли ошибиться?
- Т.к. неточно замерено время 40 колебаний. Чтобы g было точным надо провести
этот опыт несколько раз и найти среднее время.
Рефлексия учебной деятельности на уроке (Что у меня получилось? Что не
получилось? Как я выходил из затруднения?
11. Какой вывод вы можете сделать о проделанной работе?
- Убедились, что g примерно = 9,8 м/с
2
12. Где на практике определяют значение ускорения свободного падения с
помощью математического маятника?
- Значение g определяют с помощью математического маятника в геологии в разных
точках земной поверхности. Заметное отклонение величины g от нормы для какой-либо
местности называют гравитационной аномалией. Определение аномалий позволяет
обнаружить районы залегания полезных ископаемых – железной руды, нефти, газа.
Своей работой вы подтвердили экспериментально установленный Галилео
Галилеем в XVII веке факт существования ускорения свободного падения. Это
великий ученый, применивший экспериментальный метод исследования в науке.
Дважды привлекался к суду инквизиции.
Первичное закрепление с комментированием во внешней речи
Активизировать внимание учащихся.
Проследите за процессом.
(Возбудить колебания маятников разной длины, отклонив в одинаковые стороны на одинаковое
расстояние.)
Назовите отличия колебаний этих маятников.
- Колебания отличаются периодом, т.к. длина маятников разная
От чего зависит период маятника? – От длины.
Вычислите зависимость периода маятника от длины и проанализируйте эту
зависимость средствами деловой графики
• Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону
Выполнение лабораторной работы (Пробное применение знаний)
Вычисление зависимости периода колебаний математического маятника от длины
маятника
1. Заполнить ячейки длина маятника (Таблица 2). Два значения длины взять из предыдущей
работы, третье значение длины маятника 1,5 м
2. Вычислить период колебаний маятников разной длины
3. Построить пирамидальные диаграммы: 1. длины маятников, 2. периоды маятников.
4. Сохраните документ
Проанализировать зависимость периода колебаний математического
маятника от длины
- По диаграмме видно, что период колебаний маятника увеличивается при увеличении
длины маятника
Как период зависит от длины?
5. Вывести документ на печать
Где используют зависимость периода колебаний маятника от длины?
- Практическим применением зависимости периода маятника от длины является
использование в часах для измерения времени. Впервые это сделал
голландский физик Х. Гюйгенс.
Задача
Т.к. период колебаний маятника зависит от g, часы которые идут верно в Москве будут отставать
во Владивостоке. Что надо сделать, чтобы эти часы шли верно во Владивостоке. (Надо
уменьшить длину их маятника).
В Петербурге эти часы идут вперед. Чтобы часы шли верно длину маятника надо увеличить.
Сделайте вывод лабораторной работы. Оцените работу друг друга. (Взаимооценка)
g
l
T
2
Включение в систему знаний и повторение
V Тестовый контроль учащихся. (Теперь тестовый контроль по данной теме.)
1. На Рабочем столе найти файлы Вариант 1 и Вариант 2. Оценки поставить на
карточки и сдать.
2. Работа учащихся по вариантам
3. Самооценка
Компьютер оценил ваши знания по текущей теме объективно и беспристрастно.
Среднее арифметическое ваших оценок - это оценка за урок.
IV Итог
Следующий раздел физики – «Электромагнитные колебания». Помогут ли вам
полученные знания изучить его?
Дополнительное задание (задача)
На старинных карнавалах было развлечение – попасть в бутылку грузиком, подвешенным на
веревке точно над ней. Правила игры запрещают попадать в бутылку спереди или перебрасывать
груз через верх бутылки. Тем не менее фокус казалось бы прост; за несколько бросков вы
определяете нужную траекторию и приз в ваших руках! Так попробуйте! Попытайтесь объяснить,
почему опыт не удается. Что надо сделать, чтобы попасть в бутылку?
Грузик надо толкнуть так, чтобы он сбил бутылку, возвращаясь назад.
Ответ:
На грузик не действуют силы, момент которых относительно вертикальной оси равен нулю.
Поэтому вертикальная составляющая момента импульса грузика остается неизменной. Т.К.
бутылка находится точно под точкой подвеса грузика, сохранение составляющей момента
импульса означает, что грузик должен двигаться по эллиптической орбите вокруг бутылки,
исключая случай прямого попадания в нее.
Однако в бутылку можно попасть. Перед тем как отпустить грузик, надо закрутить нитку, чтобы
в полете грузик начал вращаться. Тогда на грузик будет действовать сила, аналогичная той,
которая действует на мяч при «крученой» подаче – горизонтальная сила. Эта сила обусловлена
разницей давлений с дух сторон мяча: с той стороны, которая при вращении движется навстречу
потоку, давление оказывается больше, чем с противоположной.
Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы
Тема. Колебания математического маятника
Цель. Определить ускорение свободного падения с помощью
математического маятника. Вычислить зависимость периода колебаний
математического маятника от длины маятника и проанализировать эту
зависимость средствами деловой графики.
Оборудование: ПК, модель математического маятника, рулетка, лист бумаги,
доска, маркер.
Ход работы
Определение ускорения свободного падения
9. Открыть файл «Лабораторная работа» в папке Мои документы
10. Измерить длину маятников
11. Заполнить ячейки: пи, длина маятника, количество колебаний - 40 (Таблица 1)
12. Возбудить колебания маятника, отклонив шарик в сторону на 5-8 см и отпустив
его, считать полные колебания.
13. Измерить время 40 колебаний маятника с использованием часов на панели Задач
и занести показания в таблицу 1
14. Вычислить ускорение свободного падения
15. Сохранить изменения в файле
16. Записать полученное значение ускорения свободного падения на карточку и
показать.
Вычисление зависимости периода колебаний математического маятника от длины
маятника
6. Заполнить ячейки длина маятника (Таблица 2). Два значения длины взять из
предыдущей работы, третье значение длины 1,5 м
7. Вычислить период колебаний маятников разной длины
8. Построить пирамидальные диаграммы:
1. Длины маятников,
2. Периоды маятников.
9. Проанализировать зависимость периода колебаний математического маятника от
длины
10. Сохранить изменения в файле
11. Вывести документ на печать и свернуть окно на Панель задач
Домашнее задание. Вставить распечатанный отчет лабораторной работы в тетрадь и
письменно сделать вывод
Список литературы
1. Мякишев Г.Я., Б.Б. Бух овцев Физика 11. – Москва: Просвещение, 2008
2. Семке А.И. Нестандартны е задачи по физике. – Ярославль: Академия
развития, 2007
Интернет - ресурсы
http://ru.wikipedia.org
http://www.proshkolu.ru/
http://festival.1september.ru/
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: