Конспект урока «Механические колебания и волны. Звук» по физике для 9 класса

9 класс.

Повторительно-обобщающий урок

«Механические колебания и волны. Звук».

Цели урока:

• Повторить, обобщить и оценить знания учащихся по теме «Механические колебания и волны. Звук».

• Проверить умение учащихся применять теоретические знания на практике: планировать эксперимент, составлять краткий отчет, делать выводы о проделанной работе.

Задачи урока:

• Активизировать и систематизировать знания учащихся о колебательных процессах.

• Создавать на уроке проблемную ситуацию, находить способы ее решения; ситуацию занимательности, познавательной новизны, поддерживать работоспособность учащихся, учитывая уровень подготовки.

Оборудование: таблицы, опорные конспекты, кроссворды, волновая машина, камертоны, музыкальные инструменты, магнитофон, проектор.

На столах учащихся: штатив с муфтой и лапкой, шарик, нити длиной 100см и 25см, грузы массой 50 г и 100г, линейка.

Домашнее задание: составить кроссворды по теме, подготовить сообщения.

Ход урока

На экране слова академика Папалекси и стихи Н. А. Заболоцкого.

«Не будет преувеличением сказать, что среди процессов, как свободно протекающих в природе так и используемых в технике, колебания, понимаемые в широком смысле этого слова, занимают во многих отношениях выдающееся и часто первенствующее место»

(академик Папалекси)

«Рожденный пустыней,

Колеблется звук,

Колеблется синий

На нитке паук.

Колеблется воздух,

Прозрачен и чист,

В сияющих звездах

Колеблется лист.»

(«Утро». Н. А. Заболоцкий)

1. Вступительное слово учителя:

Мы с вами завершили изучение большого раздела физики «Механические колебания и волны, звук». Сегодня у нас последний урок по этой теме, повторительно-обобщающий.

Учитель обращает внимание учащихся на экран.

Во врему урока у нас будет возможность убедиться в справедливости слов академика Папалекси на примере механических колебаний и волн.

Класс делится на 2 группы, в конце урока выявляется группа-победитель и самые активные ученики получают оценки. Во время урока ученики заполняют специальную таблицу (кластер).

II. Повторение темы «Механические колебания»

1. Разминка.

- Что называют механическими колебаниями?

- Приведите примеры колебательного движения?

- Каковы основные характеристики колебаний?

- Время, за которое совершается одно полное колебание, -…

- Модуль наибольшего смещения тела от положения равновесия, -…

- Число колебаний, совершенных в единицу времени, -…

2. Выполнение экспериментального задания.

Задание первой группе – «Выясните, зависит ли период колебаний математического маятника от его длины».

Задание второй группе – «Выясните, зависит ли период колебаний математического маятника от массы груза».

Ученики должны составить краткий отчет, сделать выводы о проделанной работе.

Отчет первой группы.

1) Измерили время N-колебаний маятника длиной 100см;

2) Вычислили период колебаний.

3) Уменьшили длину маятника в 4 раза и определили вновь период колебаний.

Вывод. Период уменьшился в 2 раза.

Отчет второй группы.

1) Определили период колебания маятника, когда его масса равна 100г.

2) Не меняя длину маятника определили период колебаний, когда его масса равна 50г.

Вывод: Период колебаний нитяного маятника от массы груза не зависит.

3. Повторение следующих понятий.

-Какие колебания называют свободными?

- Какие колебания называют вынужденными?

- Что называется резонансом?

- Может ли от колебаний разрушиться мост?

4. Сообщение о резонансе ученика первой группы.

Явление резонанса может играть как полезную, так и вредную роль. Известно, например, что тяжелый язык большого колокола может раскачать даже ребенок, но лишь тогда, когда будет действовать на веревку в такт со свободными колебаниями языка. На применении резонанса основано действие язычкового частотомера.

С резонансом можно встретиться и тогда, когда это совершенно нежелательно. Так, например, в 1750 г. близ города Анжера во Франции через цепной мост длиной 102 м шел в ногу отряд солдат. Частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста. Из-за этого размахи колебаний моста резко увеличились , наступил резонанс и цепи оборвались. Мост обрушился в реку.

В 1830 г. по той же причине обрушился подвесной мост около Манчестера в Англии, когда по нему маршировал военный отряд.

В 1906 г. из-за резонанса разрушился и так называемый Египетский мост в Петербурге, по которому проходил кавалерийский эскадрон.

Теперь для предотвращения подобных случаев войсковым частям при переходе через мост приказывают «сбить ногу» и идти не строевым, а вольным шагом.

Если же через мост переезжает поезд , то, чтобы избежать резонанса, он проходит его либо на медленном ходу, либо, наоборот, на максимальной скорости. Собственной частотой обладает и сам вагон. Когда частота ударов его колес на стыках рельсов оказывается ей равной, вагон начинает сильно раскачиваться.

С резонансом можно встретиться не только на суше, но и в море и даже в воздухе. Так, например, при некоторых частотах вращения гребного вала в резонанс входили целые корабли. А на заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе.

Учитель. Вопрос к группе: какие существуют способы для гашения колебаний, вызывающих резонанс?

Следующий этап повторения первой темы.

Что общего между колебаниями математического и пружинного маятников?

Какие колебания называют гармоническими?

5. Решение основной задачи механики.

На экране изображены 2 графика гармонических колебаний.

По ним определить амплитуду, период, частоту.

Выводы. Колебания широко распространены в окружающей нас жизни. И в природе, и в технике человеку часто приходится иметь дело с такими повторяющимися движениями. Сообщение ученика 2 группы «Роль колебаний в жизни человека».

III. Повторение и обобщение темы «Волны».

1. Работа с таблицей №1.

В этой таблице представлена классификация видов упругих волн.

Вопросы учителя к ученикам 1 группы.

1. Какие существуют волны по:

а) механизму передачи колебаний

б) по виду среды распространения

в) по длине волны?

Вопросы учителя к ученикам 2 группы.

1. У всех видов упругих волн существуют общие свойства. Какие?

2. Обладая этими свойствами волны имеют определенные характеристики. Перечислите какие?

3. Приведите примеры практического использования энергии волны.

2. При изучении данной темы мы решали много задач, применяя различные формулы.

Ученики получают задания по группам.

1. Допишите формулы

2. Ответьте на вопросы

а) как изменится период колебания пружинного маятника при уменьшении его массы в 4 раза?

б) как изменится частота колебаний маятника при увеличении длины нити в 4 раза?

в) как изменится длина волны при увеличении частоты колебаний источника в 2 раза?

3. Физический ринг «Ты мне – я тебе».

Вы должны были подготовить вопросы, качественные задачи для учеников другой группы по теме «Волны».

1. По морю идет, а как на берег выползет так и пропадет.

2. Какого вида волну можно возбудить в металлическом стержне? Почему?

3. В трубке имеется столб воздуха. Можно ли в нем возбудить поперечную волну?

4. Морские волны, приближаясь к берегу, увеличивают высоту, достигая 43 метров. Почему это происходит?

5. Вопрос учителя. Продольные волны в земной коре, вызванные землетрясением, распространяются на большую глубину и иногда пронизывают весь земной шар. Поперечные волны проникают лишь на глубину до 2900 км. Какой вывод можно сделать о состоянии ядра земного шара? (Поперечные волны возможны только в твердых телах, а продольные могут распространяться в любых средах. Вывод – ядро земного шара жидкое).

4. Выводы (формулируют ученики). Волны существуют продольные и поперечные. Упругие продольные волны могут распространяться в любой среде. Упругие поперечные волны могут распространяться только в твердых телах. Длина волны зависит от частоты (или периода) колебаний источника, порождающего эту волну, и от скорости распространения волны.

IV. Физкультразминка (проводит физорг класса)

I. 1. Встать, выпрямиться, сделать вдох через нос и выдох через рот.

2. Руки поднять в стороны ладонями вверх и оставить в горизонтальном положении.

3. Ладони поднять вверх на 5 см, а затем опустить ниже исходного положения на 5 см. Проделать упражнение 4 раза.

4. Затем проделать это упражнение, увеличив амплитуду в 2 раза. Вернуться к первоначальной частоте.

5. Вернуться в исходное положение.

II. 1. Руки вытянуть горизонтально перед собой.

2. Выполнить скрещение рук поочередно: правая сверху, левая внизу, и наоборот. Выполнить движение 4 раза.

3. Повторить упражнение, увеличив частоту в 2 раза.

4. Вернуться к первоначальной частоте.

5. Вернуться в исходное положение.

III. 1. Руки поставить на пояс.

2. Выполнить наклоны в сторону 8 раз.

3. Повторить упражнение, увеличив в 2 раза период и амплитуду движений.

4. Вернуться в исходное положение.

V. Повторение темы «Звук».

Мы знаем, что источником волн может служить любое колеблющееся тело.

1. Эксперимент.

Учитель:

1. Выводит шарик из положения равновесия.

2. Ударяет по линейке, зажатой в тисках.

Что общего между движением маятника и линейки?

Чем они отличаются?

Почему не всякое колеблющееся в воздухе тело является источником звука?

2. Сообщение ученика из 2 группы «Механизм передачи звука».

(см. в приложении)

Вывод - При некоторых формах глухоты, когда слуховой нерв не поврежден, звук проходит через кости. Такие глухие могут танцевать, воспринимая ритм музыки через колебания площадки пола. Известно, что велики композитор Людвиг Ван Бетховен, будучи глухим, слушал музыку с помощью трости, одним концом которой опирался на рояль, а другой держал в зубах.

3. Работа с таблицей № 2 «Шкала звуковых волн».

Учитель. Существует шкала звуковых волн. Она перед вами в таблице №2.

1. Какие звуковые волны представлены на этой шкале?

2. Какие звуковые явления мы рассматривали в процессе изучения темы?

3. Какими величинами характеризуется процесс распространения звука?

4) Перечислите характеристики действия звука на человека? Чем они определяются?

4. Отчет по домашнему эксперименту.

Положите часы на одном конце стола. Приложите ухо к другому концу стола. Слышно ли тиканье часов? Повторите опыт, положив часы на шерстяную варежку. Одинаково ли слышно тиканье часов? Почему?

5. Решение качественных задач.

1) Что такое эхо?

2) Почему в комнате обычных размеров эхо не возникает? (Отраженная и падающая волна приходят в ухо почти одновременно).

3) Может ли возникнуть эхо в степи?

Почему в горах эхо многократное?

4) Живет без тела, говорит без языка, никто его не видит, а всякий слышит? (эхо)

5) Два человека пытаются услышать шум приближающегося поезда. Один из них приложил ухо к рельсам, другой – нет. Кто из них раньше узнает о приближении поезда и почему?

6) Может ли звук сильного взрыва на Луне быть услышан на Земле? (нет, так как на Луне нет атмосферы)

6. Работа с таблицей № 3.

Благодаря тембру мы узнаем человека по голосу, звук скрипки отличаем

от звука рояля, распознаем свист, речь.

1. Что такое шум? (Звук, в котором присутствуют колебания всевозможной частоты).

2) Нередко шум несет важную информацию. Приведите примеры.

Авто или мотогонщик внимательно прислушивается к звукам, которые издает мотор, ведь любой посторонний шум может быть предвестником аварии. Шум играет существенную роль в акустике, медицине, других областях. С шумом необходимо бороться.

Умение соблюдать тишину – показатель культуры человека и его доброго отношения к окружающим.

(Обсуждение таблицы №3)

7. Учитель. Мы живем в мире звуков: пение птиц, шум леса, звуки музыки. Чудо-звуком называют человеческий голос. Голосом люди могут передавать чувства и настроение: радость и гнев, нежность и угрозу, насмешку и ласку, могут петь песни.

Песня под гитару. А. Галич «Закон природы» (исполняет ученик 11 класса)

Вопросы к песне (составляют ученики):

1. О каком физическом явлении поется в этой песне?

2. Наблюдается ли такое явление при игре на гитаре?

3. Какой резонанс наблюдается при игре на гитаре?

4) Обратите внимание на то, что у гитары есть корпус. Зачем нужны ящики камертонам, корпуса гитарам, скрипкам?

8. Обратим еще раз внимание на шкалу звуковых волн. (табл. №2)

1. Назовите источники слышимого звука в технике и в природе?

2. Назовите источники ультразвука в природе?

3. Назовите источники инфразвука в природе?

Качественные задачи.

1. Почему летучие мыши даже в полной темноте не налетают на препятствия? (Летучая мышь облучает ультразвуковыми импульсами пространство перед собой. Эхо)

2. Медузы являются хорошими предсказателями шторма. Объясните это? (Медуза способна улавливать инфразвуковые колебания (8-13 Гц) хорошо распространяющиеся в воде и появляющиеся за 10-15 часов до шторма)

3. Известно, что у многих лягушек имеются большие шарообразные пузыри по бокам головы, которые раздуваются при крике? Каково их назначение?

4. Что является резонатором у человека? (полость рта)

Выводы (делают ученики).

- источником звука являются колеблющиеся тела

- звук распространяется в упругой среде

- громкость звука можно увеличить, используя резонатор.

Учитель. Человеческие органы слуха и звука сложно устроены, процессы восприятия звука до конца еще не изучены. Но владея основами знаний, вы сможете творить и открывать новое, ведь белых пятен в науке еще так много.

Посмотрите еще раз на слова академика Папалекси.

Я думаю, что мы сегодня не один раз убедились в правильности этого выражения академика Папалекси и подтвердили его.

VI. Рефлексивно-оценочный этап.

Определяется группа, набравшая большее количество правильных ответов.

За активную работу во время урока ученики получают оценки.

Далее ученики должны закончить заполнение таблицы «Самооценка знаний».

Всем спасибо.

А сейчас мне хотелось бы предложить вашему вниманию произведение Бетховена, которое сочинил он уже глухим.

Вслушайтесь в звуки этой музыки. Мне кажется, что композитор хотел сказать: «Возможности человека настолько беспредельны, что даже тяжелый недуг не помеха. Человек постоянно, изо дня в день, должен стремиться к вершинам мастерства, к совершенству».

До свидания.

Песня под гитару. А. Галич «Закон природы»

Проходит взвод при свете звезд,

Дрожит под ним земля

Выходит взвод на Чертов мост,

Тра-ля-ля-ля-ля-ля!

Чеканя шаг, при свете звезд,

На Чертов мост выходит пост,

И, раскачавшись, рухнул мост,

Тра-ля-ля-ля!

Целый взвод слизнули воды,

Как корова языком,

Потому что у природы

Есть такой закон природы-

Колебательный закон.

Давно в музей отправлен трон,

Не стало короля,

Но существует тот закон,

Тра-ля-ля-ля-ля-ля!

И кто с законом не знаком,

Пусть учит срочно тот закон,

Он очень важен тот закон,

Тра-ля-ля-ля!

Повторяйте ж на дорогу,

Не для красного словца,

А поверьте же, ей Богу,

Если все шагают в ногу –

Мост об-ру-ши-ва-ет-ся!

Ать-два, левой –правой,

Три-четыре, левой – правой,

Ать-два-три,

Левой – правой-

Кто как хочет!

Повторительно-обобщающий урок

«Механические колебания и волны. Звук»

План урока

I. Организационный момент

II. Повторение темы «Механические колебания»

1. Разминка.

2. Экспериментальные задания (отчет по группам).

3. Повторение основных понятий темы.

4. Сообщение о резонансе.

5. Решение основной задачи механики (работа с графиками).

6. Выводы, сообщение ученика «Роль колебаний в жизни человека».

III. Повторение темы «Волны»

1. Работа с таблицей № 1.

2. Задание по группам «Допишите формулы».

3. Физический ринг «Ты мне – я тебе».

4. Выводы.

IV. Физкультразминка

V. Повторение темы «Звук»

1. Эксперимент (проблемные вопросы).

2. Сообщение ученика «Механизм передачи звука».

3. Работа с таблицей № 2.

4. Отчет по домашнему эксперименту.

5. Решение качественных задач.

6. Работа с таблицей № 3.

7. Исполнение песни «Закон природы».

Вопросы к песне (составляют ученики).

8. Вопросы и качественные задачи

с использованием шкалы звуковых волн.

9. Обобщение темы (выводы делают ученики).

VI. Заключение

1. Подведение итогов.

2. Домашнее задание.

3. Рефлексивно-оценочный этап.