Повторительно-обобщающий урок в 9-м классе по теме: "Колебания, волны, звук"

Цели:

• Повторить, обобщить, углубить знания учащихся по данной теме.
• Способствовать формированию у обучающихся прочных и глубоких знаний по теме: “Колебания и волны”.
• Продолжить формирование интеллектуальных способностей учащихся при решении задач углубленного курса физики.
• Развивать интерес к науке и творческие способности учащихся.

ПЛАН.

I. Организационный момент.

Класс делится на четыре группы, двое учащихся (по желанию готовят к уроку доклады по темам: “Свистнет ли рак на горе” и “Реверберация звука”). Каждая группа получает задание.

Задание первой группе.

По внутренней поверхности полусферической чаши радиусом кривизны R свободно скользит маленький шарик. Найдите период его колебаний.

Подсказка: Сравните расстановку сил и их действие с действием сил в математическом маятнике.

Задание второй группе.

В U – образную стеклянную трубку, площадью поперечного сечения S налита жидкость массой m и плотностью ?. Найдите период колебания жидкости, после того, как трубку качнули.

Подсказка: Используйте равенство сил: F= - x – закон Гука.

F=PS – (из формулы P=F/S)

P=gh – давление жидкости на дно сосуда.

Задание третьей группе.

Как изменится звучание ноты “До” в третей октаве (частота колебаний 261Гц), записанной на пластинку при частоте вращения диска n₁ = 33 об/мин, если проигрыватель поставить в положение n₂ = 45 об/мин.

Подсказка: Скорость вращения диска: = 2R/T.

Скорость распространения звуковой волны: = /T.

Длина волны не меняется.

Задание четвёртой группе.

Чтобы различать посланный и отражённый звуковые сигналы, необходим некоторый промежуток времени ?t после посылки сигнала. Рассчитайте, на каком наименьшем расстоянии от преграды может быть воспринято эхо, если это время t =0,05 с. Скорость звука = 340 м/с.

Подсказка: Чтобы различить эхо от посланного звукового сигнала, звук должен пройти до преграды и обратно (расстояние 2 Ѕ) как раз за время t .

Постановка цели урока:

Академик Папалекси сказал: “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”. Сегодня мы повторим и обобщим все, что изучили в теме:

“Колебания и волны”.

II.

В школьном курсе физики изучаются два вида механических колебательных систем:

математический и пружинный маятники. (На демонстрационном столе установки нитяного и пружинного маятников)

Но далеко не все механические колебательные системы представляют собой в явном виде пружинный или математический маятники, многие из них можно представить как их комбинацию. В общем случае период колебания можно рассчитать по формулам:

T=2 или T=2.

Физический диктант (дидактическая игра “Веришь – не веришь”).

Учащиеся выполняют в тетрадках схему:

Если ученик согласен с утверждением, высказанным учителем, то над номером утверждения ставит дугу, если не согласен – прямую черту, соединяющую точки.

1. На Луне произошел сильный взрыв. Мы услышим его на Земле?

2. Верите ли вы, что комар быстрее машет крыльями, чем муха.

3. Верите ли вы, что источником звука являются колебания?

4. Верите ли вы, что период колебания математического маятника зависит от амплитуды колебания?

5. Верите ли вы, что от колебаний может разрушиться мост?

6. Верите ли вы, что астронавты на Луне пели песни, сняв скафандры?

7. Верите ли вы, что голосовые связки человека поющего басом, колеблются с меньшей частотой, чем у человека поющего тенором?

8. Снаряд, выпущенный из орудия, опередил звук выстрела. Может ли такое быть?

9. Верите ли вы, что в зале заполненной публикой, музыка звучит лучше, чем в пустом.

Правильность выполнения задания проверяем на закрытой доске.

Демонстрация колебательных систем 1 и 2.

1.

Схема опыта 1.

Например, вот эту колебательную систему можно сравнить с математическим маятником (на доске выполняется рисунок 1 и 2).

Рис. 1

Рис. 2

Решение задачи первой группы у доски.

2.

Схема опыта 2.

Еще одна колебательная система, не имеющая ничего  общего с пружинным маятником. Но здесь “работает” закон Гука. (На доске выполняется рисунки 3 и 4).

 

Рис. 3

Рис. 4

Решение задачи второй группы у доски.

Ты, волна, моя волна
Ты гульлива и вольна
Плещешь ты куда захочешь,
Ты морские камни точишь.

Источником любых волн являются колебания. В этом заключается связь между колебаниями и волнами. А в чем различие? (ответы учащихся)

Рисунки на доске:

График зависимости координаты от времени при гармонических колебаниях.

Поперечная волна.

Первый график показывает, каковы координаты одной и той же колеблющейся точки в различные моменты времени.

Второй график изображает смещения от положения равновесия различных точек среды в один и тот же момент времени, причем эти точки находятся на различных расстояниях от источника колебания.

А что можно сказать о звуковой волне?

Звуковая волна – продольная. Точки среды колеблются вдоль направления распространения волны.

Характеристики звука: 1. Громкость. Вопрос: От какой величины зависит громкость звука? (Ответы учащихся).

Единица измерения громкости децибел – дБ.

На доске представлена сравнительная таблица:

Шелест листьев – 10 дБ
Тикание часов – 20 дБ
Спокойная беседа – 40 дБ
Громкий разговор – 70 дБ
Самолет при старте – 10000 дБ

2. Тон. Вопрос: От какой величины зависит высота тона? (Ответы учащихся).

Единица измерения тона – Гц.

На доске представлена сравнительная таблица:

Частотный диапазон при обычном разговоре:

Мужчины 85 – 350 Гц.
Женщины 160 – 340 Гц.

Примерная частота колебаний голосовых связок при пении:

Бас 80 – 350 Гц.
Баритон 110 – 400 Гц.
Тенор 130 – 520 Гц.
Сопрано 260 – 1050 Гц.
Альт 260 – 1050 Гц.
Колоратурное сопрано 330 – 1400 Гц.

Решение задачи третей группы у доски.

Голоса лилипутов и Гулливера. (Сообщение из книги Я.И. Перельмана “Занимательная физика”. Издательство “Наука”, Москва. 1979 г. с. 263–264).

В фильме “Новый Гулливер” лилипуты говорят высокими голосами, соответствующими маленьким размерам их гортани, а великан – низким голосом. Чтобы сделать голоса лилипутов высокими, а голос Гулливера низким, режиссер фильма записывал голоса артистов, игравших роли лилипутов, при замедленном движении ленты, а голос же Гулливера, напротив, при ускоренном ее движении. На экран картина проектируется с нормальной скоростью. Голоса лилипутов воспринимаются слушателем при учащенном чередовании колебаний – от этого их тон повышается. Голос Гулливера, напротив, воспринимается при замедленном чередовании колебаний и, значит, понижается в тоне.

Демонстрация повышения и понижения тона при помощи прослушивания пластинок при разных скоростях вращения диска проигрывателя.

Звуковые волны делятся на:

Акустические – 16 – 20000 Гц.
Ультразвук – более 20000 Гц
Инфразвук – менее 16 Гц

Доклад учащегося “Свиснет ли рак на горе?”

Покроется небо пылинками звезд,
И выгнуться ветки упруго…
Тебя услышу за тысячу верст
Мы – эхо,
Мы – эхо,
Мы - долгое эхо друг друга.

Звук может отражаться. Эхо – хороший пример отражения звука. Это явление широко применяется в эхолокации.

Решение задачи четвертой группы у доски.

Доклад учащегося “Реверберация звука”.

III. Закрепление материала.

(Каждому ученику выдается задание).

Продолжите предложения.

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

2. Максимальное смещение от положения равновесия - ………

3. Число колебаний, совершенных в единицу времени - ……..

4. Процесс распространения колебания в пространстве с течением времени - ……..

5. Если точки среды колеблются вдоль направления распространения волны, то это - …….

6. Естественный приемник звука - ……..

7. Учение о звуке - ………

8. Колебания частотой свыше 20000 Гц - ……….

9. Колебания частотой менее 16 Гц - ……….

10. Метод определения расстояний до различных предметов и обнаружение месторасположения с помощью звуковых волн - ………

11. Колебания, происходящие по закону синуса и косинуса, называются …………