Цель урока: ознакомление с понятиями: колебательное движение, свободные колебания, колебательная система, маятник, развитие зрительного восприятия, внимания, смысловой и опосредованной памяти, логического мышления; повышение мотивации к учению через формирование отношения к материалу урока.
Задачи урока:
1) рассмотреть процесс колебаний и его особенностей на примере нитяного маятника;
2) сформировать представление о колебательном движении и его особенностях;
3) выяснить условия возникновения свободных колебаний;
4) развивать способность и умение наблюдать природные явления и процессы;
5) проанализировать факторы взаимодействия человека и природы;
6) обсудить экологические проблемы, связанные с изучением механики: строительство высотных сооружений и сейсмическая неустойчивость, механические колебания сооружений и их влияние на окружающую среду.
Оборудование:метроном, игрушка – неваляшка, пружинный и нитяной маятники, камертон, к/ф «Колебания в физике», металлический шарик, наклонная плоскость, широкая чашка, сосуд с водой, поплавок.
Ход урока
I . Оргмомент
II. Актуализация знаний (фронтальный опрос)
1. Дать определение механического движения. Примеры.
(это изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел).
2. Какие виды механического движения Вы знаете?
(равномерное и неравно мерное). Примеры.
3. Что называется равномерным движением?
(движение без ускорения, т.е. движение с постоянной скоростью), т.е. а = 0.
4. Дать определение неравномерного движения. Привести примеры.
(это движение с ускорением, т.е. с изменяющейся скоростью, причем скорость может меняться как по модулю, так и по направлению).
5. Назовите виды неравномерного движения.
(равноускоренное и криволинейное). Примеры.
6. Каким видом движения является свободное падение тел? Почему?
(равноускоренным, т.к. 
, т.е. 
сонаправлены).
7. Почему движение тела, брошенного вертикально вверх, является равнозамедленным?
(
, т.е. векторы скорости тела и ускорения
направлены противоположно).
8. Как направлены векторы скорости и ускорения при криволинейном движении?
(они перпендикулярны по отношению друг к другу, т.е. 
)
9. Как называется движение, которое возникает при отделении от тела какой-либо части или в результате присоединения к телу другой части? Примеры.
(реактивное). (Движение ракет, реактивных самолетов, каракатиц, кальмаров, осьминогов и т.д.)
10. Какие величины являются общими для вышеперечисленных видов движения?
(скорость, ускорение, перемещение, траектория)
11. Какими величинами дополнительно характеризуется криволинейное движение?
(период, частота, угловая скорость, угол поворота)
12. Заполнить таблицу (поэтапно)
|
Вид движения |
Скорость |
Ускорение |
|
Равномерное прямолинейное |
|
a = 0 |
|
Равноускоренное прямолинейное |
|
|
|
Равномерное по окружности |
|
|
|
Неравномерное |
|
|
(по модулю)
III. Изложение нового материала
1. Создание проблемной ситуации (показ фрагмента из к/ф «Колебания в физике» или демонстрация колебаний: игрушка – неваляшка, маятник нитяной и пружинный, метроном
Вопрос: Как называется такой вид движения?
Ответ: Колебания
Вопрос: Чем этот вид движения отличается от других видов движения?
Ответ: Повторяемостью или периодичностью, следовательно –
Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные промежутки времени.
Примеры колебательных движений: качели, маятник часов, приливы и отливы, восход и заход Солнца, землетрясения, ветви деревьев и т.д.
Общей чертой разнообразных колебаний является периодичность.
Вопрос: Что такое период?
Ответ: Промежуток времени, через который движение повторяется (T)
Важно! За период тело дважды проходит положение равновесия.
Колебания могут быть свободными и вынужденными (примеры: движение нитяного маятника – это свободные колебания, движение иглы швейной машины – вынужденное колебание)
За положение равновесия принимается точка, в которой при отсутствии движения результирующая сила равна 0.
Рисунок 1.
Свободные колебания – это колебания, происходящие благодаря первоначальному запасу энергии.
Обсуждение вопроса: могут ли возникнуть колебания в системах, изображенных на рисунке?
Рисунок 2
Проверить экспериментально.
Вывод: колебания возникают не во всех системах, а только в колебательных.
Системы тел, которые способны совершать свободные колебания, называются колебательными системами.
Условия возникновения свободных колебаний
- наличие устойчивого равновесия;
- силы трения в системе достаточно малы;
- наличие первоначального запаса энергии.
Колебательные системы – это довольно широкое понятие, применимое к разнообразным явлениям. Рассмотренные нами колебательные системы называются маятниками. Существуют несколько типов маятников: нитяные и пружинные.
Маятник – это твердое тело, совершающее под действием приложенных сил колебания около неподвижной точки или вокруг оси.
Общее свойство всех колебательных систем – это возникновение в них сил, возвращающих систему в положение устойчивого равновесия.
При колебаниях непрерывно меняется направление силы, а
значит и ускорения, а также меняется направление и значение скорости,
следовательно, 
.
Таким образом, колебания являются очень распространенным видом движения. Без колебаний невозможна работа наших внутренних органов, работа многих механизмов (отбойный молоток, швейная машинка) невозможны многие природные явления (приливы и отливы, восход и закат), но, с другой стороны, не было бы такого грозного и разрушительного явления, как землетрясение (сообщение Дичкевича Д.)
Землетрясение – это мощные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре. Чаще всего землетрясения бывают в районах горообразования. Земля резко сотрясается, появляются трещины. Они бывают настолько широкими, что в них может провалиться автомобиль. Землетрясения, в свою очередь, вызывают такие страшные явления, как цунами (гигантская волна, ее высота может достигать свыше 60 метров) и грязекаменные потоки (сели), снежные лавины, способные привести к катастрофическим разрушениям и жертвам.
Механические колебания конструкций не всегда благоприятно для окружающей среды. В настоящее время при возведении крупных сооружений и конструкций обязательно проводится исследование местности на сейсмоустойчивость. Так, например, в районе Советской площади планировалось возведение крупного высотного сооружения – торгово–развлекательного комплекса. Но это пока под вопросом, т.к. предварительные исследования показывают, что этот район сейсмически неустойчив. С учетом того, что наш город расположен в сейсмически неустойчивой местности, новые дома возводятся по специальным проектам, т.е. сейсмоустойчивые. Так, в районе Новобайдаевки возведено два таких дома, в районе Изумрудного города все дома сейсмоустойчивые.
IV. Закрепление
1) О каком новом виде движения вы узнали на этом уроке?
2) Чем этот вид движения отличается от других?
3) Назовите виды колебаний.
4) … Бунтует вихорь в поле чистом
И на краю седых небес
Качает обнаженный лес…
(какой это вид колебаний?)
5) В каких пословицах и поговорках говорится о колебаниях:
- конь бежит, земля дрожит;
- земля дрогнет, все сотрясет.
6) Каковы условия возникновения колебаний?
7) Назовите общее свойство всех колебательных систем.
8) Заполните таблицу «Все виды движения и их особенности» (взаимоконтроль!)
9) Упр. 23 (1), стр. 92
V. Подведение итога урока
- комментирование оценок.
- д/з «Подготовится к «Аукциону колебаний».