Цели:
- Организовать систематизацию и обобщение знаний о механических колебаниях.
- Формировать у школьников представление о процессе научного познания.
- Показать связь между физикой и биологией, физикой и литературой.
- Развивать навыки решения экспериментальных, расчетных и качественных задач.
- Развивать устную речь учащихся.
- Развить коммуникативные способности.
- Воспитывать самостоятельность, умение делать выводы, анализировать.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, штатив с муфтой и кольцом, стальной шарик, нить, часы с секундной стрелкой.
ХОД УРОКА
Вступительное слово учителя:
– Были ли открытия в вашей жизни? Что значат
слова: «Я сделал открытие»?
– Если человек своим трудолюбием, упорством
достигает истины в чем-либо, то это и есть его
открытие.
– Вот по этому поводу говорил Б.Л.Пастернак: <Приложение 1, слайд №
1>
Во всем мне хочется дойти
До самой сути.
В работе, в поисках пути,
В сердечной смуте.
До сущности протекших дней,
До их причины,
До оснований, до корней,
До сердцевины.
Все время, схватывая нить
Судеб, событий,
Жить, думать, чувствовать, любить,
Свершать открытья.
– На сегодняшнем уроке мы также попытаемся
совершить небольшие открытия. Для этого надо
быть настойчивыми и внимательными. <Слайд № 2>
– Перейдем к теме урока. Урок наш называется «Я
познаю себя».
Человек – существо многогранное: человек
покорил все высочайшие горные вершины мира,
опустился в самые глубокие точки мирового
океана, покорил небо, побывал на Луне, расщепил
ядро. Но чаще всего мы не задумываемся, а что мы
собой представляем, что мы можем сделать и какими
возможностями, ресурсами мы с вами обладаем?
Недавно вы изучили механические колебания.
Приведите примеры колебательного движения.
Первый этап: Решение задач <Слайд № 3>
– Медики и психологи отмечают в организме
человека и природе существования целого ряда
периодических изменений – ритмов. Если ваша
деятельность и распорядок жизни плохо
согласуются с этими ритмами, то возможны нервные
расстройства, депрессия». Приведите примеры
ритмов.
– Что называется колебательным движением? (Движение,
повторяющееся через определенный момент
времени.)
– Какие системы называются колебательными? (Системы
тел, которые способны совершать свободные
колебания)
– Какие колебания называются гармоническими? (Периодические
изменения во времени физической величины,
происходящие по закону синуса или косинуса)
<Слайд № 4>
– Сердце – это орган, имеющий массу 300г. С 15 до 50
лет оно бьется со скоростью 70 раз в минуту.
В период между 60 и 80 годами оно ускоряет свое
движение, достигая примерно 79 ударов в минуту.
В среднем это составляет 4,5 тысячи пульсаций в
час и 108 тысяч в день.
Сердце велосипедиста может быть вдвое больше,
чем у человека, не занимающегося спортом, – 1250 см3
вместо 750.
В обычном режиме этот орган перекачивает 360
литров крови в час, а за всю жизнь – 224 млн литров.
Столько же, сколько река Сена за 10мин.
Чему равен период колебаний и частота работы
сердца между 60 и 80 годами?
T = t/n = 60/79 = 0.8 c, v = n/t = 79/60 = 1.3Гц
<Слайд № 5>
Приложение 2
– Мы знаем, что человек может прожить без воды и
пищи длительное время (рекорд – 18 дней), а вот без
воздуха прожить человек не может. Известны факты,
когда в 1986 г. Двухлетняя девочка провела под
водой 66 минут и после этого она полностью
выздоровела. Но это редкий и удивительный случай.
Оказывается цикл вдоха и выдоха у ребенка
составляет 35 раз в минуту, 20 раз у подростка и 15
раз у взрослого человека. В среднем наш
дыхательный ритм выглядит так: 1000 раз в час, то
есть 24000 раз в день или 3 млн раз в год.
Как отличается период и частота дыхания ребенка
и подростка?
(Tр = 60/35 = 1,7с, Тп = 60/20 = 3с – 3/1,7 = 1,8
vр = 35/60 = 0,6, vп = 20/60 = 0,3 –
Т у подростка больше, чем у ребенка. Частота у
ребенка больше, чем у подростка.)
<Слайд № 6>
«У тебя голосок – что бабий волосок (тонок да
долог)
– Какими параметрами характеризуется звук?
– Что можно сказать о характеристиках голоса из
пословицы? (Звук мы характеризуем высотой
(частотой), громкостью (амплитудой), тембром
(частотной окраской). Звук имеет достаточно
большую частоту).
– Механические колебания каких частот называют
звуковыми?
<Слайд № 7>
– Вот что удивительно: у детей в возрасте 2–3 лет
предел слышимости доходит до 22000 Гц, а вот у
стариков он понижается до 10000 Гц (старые люди
часто не слышат стрекотание кузнечиков,
сверчков).
Рассчитайте диапазон длин волн, который слышат
малыши, но не воспринимают мамы, а также диапазон
длин волн, который не слышат старики, но мы с вами
воспринимаем. Для удобства скорость звука примем
за 340 м/с.
(Мы не воспринимаем звуки от 20000 Гц до 22000 Гц, но
малыши эти звуки воспринимают, диапазон длин
волн 340/20000 = 0,017, 340/22000 = 0,015 м. Старики не
воспринимают звуки частотой от 10000 до 20000 Гц, но мы
эти звуки воспринимаем, диапазон длин волн 0,017 и
0,034 м.)
Второй этап: физминутка
А теперь не ради шутки
Проведем физкультминутку!
Для урока закрепления
Мы усвоим упражнения.
Попрошу вас, дети встать
И за мною повторять.Руки вверх, прямо.
Ветер дует, завывает
Ветки тополей качает
Колебанья затухают, –
Только ветер исчезает.Полунаклон вперед, руки свисают вниз, движения часового маятника.
Тик-так, тик-так!
Ходит маятник вот так
Частоты не нарушает,
Четко время отмечает!Руки на поясе, полуприседания
А теперь старательно
Возвратно-поступательно!
Поршень движется вот так,
Выполняя каждый такт.Поворачиваются на 900 в рядах и берутся за руки. Выполняют волну.
В рядах друг к другу повернитесь
И крепко за руки возьмитесь.
Вы огромной силы полны,
Вы теперь – морские волны.Ноги на ширине плеч, руки в замок «рубка дров».
Эх, стук! Эх, стук!
Далеко услышат звук!
Он по воздуху летит,
Обернуться всем велит!Вам пошла зарядка впрок,
Вы усвоили урок!
Колебанья вам не в тягость,
Коли они приносят радость.
– Спасибо, ребята! Садитесь. Как вы думаете, что изменилось после физминутки?
Третий этап: практическая работа
<Слайд № 8>
Практическая работа: «Определить рост человека с
помощью часов»
Приборы и материалы: часы с секундной
стрелкой, шарик малого диаметра, длинная нитка,
штатив с муфтой и кольцом.
Идея опыта: Взять нить, отложить на ней
отрезок, равный росту человека, а потом длину
нити рассчитать на основе формулы периода
колебаний математического маятника.
Выяснение теории:
– Каким образом маятник может стать измерителем
длины? (Колебания шарика на длинной нити при
небольших углах отклонения от положения
равновесия можно рассматривать как колебания
математического маятника.)
назовите формулу периода математического
маятника?
выразите из этой формулы длину маятника.
– Что в формуле для нам известно?
– А что неизвестно?
– Как можно определить период? (Если отсчитать
n колебаний и заметить по часам время t, за которые
они совершены, то период Т можно определить
достаточно точно:
Т = t/n)
– Какой окончательный вид с учетом этого
приобретает формула для расчета длины l?
Ход работы:
Привязать шарик к нити.
Отмерить такую длину нити, чтобы она была равна
росту человека. Для этого на свободном конце нити
сделать в нужном месте метку, узелок.
На стол поставить стул, а на стул – штатив с
кольцом. К кольцу привязать нить так, чтобы точка
подвеса совпала с меткой – нужной длины
математический маятник изготовлен.
Отклонить маятник от положения равновесия на 5–10
см и отпустить его.
Измерить время 20-ти полных колебаний.
повторить измерения времени не менее 3 раз, не
меняя условий опыта, и найти среднее значение
времени.
Используя эти данные, рассчитать длину нити по
формуле l = t2g/4
2n2, приняв g = 9,8м/с2.
Значение l – это и есть рост человека.
t |
tср |
n |
l |
Заключительный этап
<Слайд № 9>
– Подведем итоги урока.
– Хочется надеяться, что сегодняшний урок
разбудит у вас жажду новых познаний, ведь
«великий океан истины» по-прежнему расстилается
перед вами не исследованным до конца.
Все известно вокруг,
Тем не менее
На Земле еще много того,
Что достойно порой удивления
И твоего, и моего.Удивляйся росе,
Удивляйся цветам,
Удивляйся упругости стали,
Удивляйся тому,
Чему люди порой
Удивляться уже перестали.
<Слайд № 10>
– И в заключение, ребята оцените урок в целом и
свою работу на уроке. У вас на партах листочки.
Поставьте «+», если вы оцениваете урок
положительно и «–» – если он вам не понравился.
Выставление оценок.
Домашнее задание: повторить параграфы.