Урок с презентацией по физике "Превращение энергии при колебательном движении". 9-й класс

Разделы: Физика

Класс: 9

Цели урока:

  1. Изучить возможные превращения энергии в колебательных системах.
  2. Подтвердить справедливость закона сохранения механической энергии в колебательных системах.

Задачи урока:

  1. Систематизация, углубление и расширений знаний учащихся.
  2. Развитие навыков исследовательской работы.

Оборудование: доска, экран, проектор, ноутбук.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания, повторение (устно).

- Что называется амплитудой, периодом колебания, частотой колебания? Какой буквой обозначается, и в каких единицах измеряется каждая из этих величин?

- Что такое полное колебание?

- Какая математическая зависимость существует между периодом и частотой колебания?

- Как найти период математического маятника?

- От чего зависит период пружинного маятника?

- Как направлены по отношению друг к другу скорости двух маятников в любой момент времени, если эти маятники колеблются в противоположных фазах; в одинаковых фазах?

- Какие колебания называются гармоническими?

- Как меняются действующая на тело сила, его ускорение и скорость при совершении им гармонических колебаний?

3. Письменная проверочная работа (приложение)

Вариант №1

№1. По графику гармонического колебания определите амплитуду А, частоту V и период T колебания.

  • А=__________________
  • Т=__________________
  • v=__________________

Рис. 1

№2. Какое из перечисленных ниже движений является механическим колебанием?

1. Движение качелей

2. Движение мяча, падающего на землю.

а) только 1

б) только 2

в) 1 и 2

г) ни 1, ни 2.

Вариант №2

№1. По графику гармонического колебания определите амплитуду А, частоту V и период T колебания.

  • А=__________________
  • Т=__________________
  • v =__________________

Рис. 2

№2. Какое из перечисленных ниже движений является механическим колебанием?

1. Движение звучащей струны гитары.

2. Движение спортсмена, совершающего прыжок в длину.

а) ни 1, ни 2

б) 1 и 2

в) только 1

г) только 2

Во время письменной работы 1 учащийся работает у доски.

Найти соответствие между физическими понятиями и физическими величинами.

Задание на доске.

Смещение

A

Потенциальная энергия упруго деформированного тела

Кинетическая энергия

Ep=

Амплитуда

X

Период пружинного маятника

Период математического маятника

Частота колебаний

Ek=

Полная энергия

Е=Ep+Ek

IV. Объяснение нового материала.

Рассмотрение нового материала начинается с показа колебаний тела прикреплённого к пружине. Любая колебательная система будет совершать колебания до тех пор пока обладает энергией. Отводя тело от положения равновесия мы сообщаем системе начальную энергию. Она равна потенциальной энергии тела: Ер=KX2/2 отпустив тело скорость его возрастает, а значит и возрастает и кинетическая энергия. Из закона сохранения механической энергии уменьшение Ер приводит к эквивалентному увеличению Ek . Для любой точки траектории, если в системе нет сил трения, справедлив закон сохранения энергии. Если тело находится в крайних положениях, система обладает полной энергией Е, определяемой только потенциальной энергией. А в положении равновесия полная энергия равна максимальной кинетической энергии груза.

Важно понять, что составляющие полной энергии Ek и Ер не просто изменяются во времени, а изменяются периодически с заданным периодом колебаний в системе.

По ходу объяснения учащиеся делают выводы о превращениях энергии и заполняют таблицу в тетради (приложение).

Таблица

Направление движения маятника

Сила упругости,
F упр

Скорость, U

Потенциальная энергия, Ер

Кинетическая энергия, Ek

Полная механическая,
Епол

От В к О

 

 

 

 

 

От О к А

 

 

 

 

 

От А к О

 

 

 

 

 

От О к В

 

 

 

 

 

Презентация (приложение)

Слайд 1

Рис. 3

Заполняется по ходу объяснения нового материала

Слайд 2

Рис. 4

Ер=max, т.к. X=max

Ek =0, т.к. V =0

Слайд 3

Рис. 5

Ер↓, т.к. X↓

Ek↑, т.к. V ↑

Слайд 4

Рис. 6

Ер=0, т.к. X=0

Ek=max, т.к. V =max

Слайд 5

Рис. 7

Ер↑, т.к. X↑

Ek↓, т.к. V ↓

Слайд 6

Рис. 8

Ер=max, т.к. X=max

Ek=0, т.к. V =0

Слайд 7

Рис. 9

Ер↓, т.к. X↓

Ek↑, т.к. V ↑

Слайд 8

 Рис. 10

Ер=0, т.к. X=0

Ek=max, т.к. V =max

Слайд 9

Рис.11

Ер↑, т.к. X↑

Ek↓, т.к. V ↓

Слайд 10

Рис.12

Ер=max, т.к. X=max

Ek=0, т.к. V=0

Вывод делают учащиеся, основываясь на рассмотренный материал.

5. Домашнее задание.

П. 28, 29

6. Закрепление материала.

Для закрепления темы просматриваем фрагмент о превращениях энергии при колебаниях и решением задачи у доски. Условие задач на диске «Физикон». С помощью решенных задач, учащиеся делают вывод о «Законе сохранения энергии».