Забелина Маргарита Владимировна

Технологическая карта урока физики в 11 классе «Энергия колебательного движения. Вынужденные колебания. Резонанс»

Материал опубликован 7 November 2018 в группе

1249

9459

Технологическая карта урока в 11 классе по теме «Энергия колебательного движения. Вынужденные колебания. Резонанс».

Тема		«Энергия колебательного движения. Вынужденные колебания. Резонанс».
Тип урока:		урок усвоения новых знаний.
Цель		расширение представления учащихся о механических колебаниях посредством введения понятия «вынужденные колебания» и ознакомления с явлением резонанса.
Задачи		Образовательные: 1.рассмотреть понятия: «свободные и вынужденные колебания», «механический резонанс»; 2.выявить причины возникновения резонанса; 3.рассмотреть примеры положительного и отрицательного проявления резонанса в промышленности и техники; 4. определить методы борьбы с резонансом; 5.рассмотреть изменения и превращения энергии при колебательных процессах. Развивающие: 1.продолжить развитие устойчивого познавательного интереса учащихся к предмету; 2.продолжить развитие умений на основе полученных знаний объяснять явления и процессы из повседневной жизни с точки зрения физики. Воспитательные: 1.в ходе урока содействовать воспитанию у обучающихся уверенности в познаваемости окружающего мира; 2. воспитывать коммуникативную культуру школьников.
Планируемый результат. Метапредметные результаты. 1.сформированность познавательных интересов, направленных на развитие представлений о механических колебаниях; 2.умение работать с источниками информации, включая эксперимент; 3.умение преобразовывать информацию из одной формы в другую. Предметные результаты. 1.уметь использовать полученные теоретические знания для объяснения процессов и явлений, происходящих в жизни.		УУД Личностные. 1.Осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, его мнению; 2.готовность и способность вести диалог с другими людьми и достигать в нём взаимопонимания. Познавательные. 1.Выделяют и формулируют познавательную цель. 2.Строят логические цепи рассуждений. 3.Производят анализ и преобразование информации. Регулятивные. 1.Умение определять потенциальные затруднения при решении учебной задачи; 2. планировать и корректировать. Коммуникативные. 1.Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; 2.находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов.
Содержание и основные понятия темы.		Колебательная система. Вынужденные колебания. Частота и амплитуда вынужденных колебаний. Явление резонанса. Принцип работы частотомера.
Организация пространства
Основные виды учебной деятельности обучающихся.	Основные технологии.		Основные методы.	Формы работы.	Ресурсы. Оборудование.
1.Слушание объяснения учителя и одноклассников. 2.Работа с материалом презентации. 3. Наблюдение и объяснение демонстрационного эксперимента. 4. Решение качественных задач. 5. Решение расчетных задач.	Технология проблемного обучения.		1.словесные; 2.наглядные; 3.практические.	Индивидуальная, общеклассная, в парах постоянного состава.	Физическое оборудование: Пружинный и математический маятник; модель для демонстрации резонанса, текст «Резонанс». Ресурсы: проектор, презентация.

Структура и ход урока.

№	Этап урока	Задачи этапа	Деятельность учителя	Деятельность ученика	УУД	Время
Вводно-мотивационный этап.
1.	Организационный этап	Психологическая подготовка к общению.	Приветствие. Проверка готовности к уроку. Вступительное слово учителя.	Настраиваются на работу. Слушают.	Личностные	3 мин.

2.	Этап мотивации и актуализации (определение темы урока и совместной цели деятельности).	Обеспечить деятельность по определению целей урока.	Предлагает обсудить вопросы, отгадать загадку, назвать тему урока, определить цель.	Пытаются ответить. Определяют тему урока и цель.	Личностные, познавательные, регулятивные	10 мин.

Операционно-содержательный этап
3.	Изучение нового материала.	Способствовать деятельности обучающихся по изучению материала.	Предлагает организовать деятельность согласно предложенным заданиям. 1. изучение нового материала. 2. закрепление и проверка понимания нового материала.	Изучение нового материала 1. Смотрят презентацию, демонстрационный эксперимент. Слушают. Отвечают. 2. Отвечают на вопросы и решают качественные задачи.	Личностные, познавательные, регулятивные	25 мин.
Рефлексивно – оценочный этап.
4.	Рефлексия. (Подведение итогов).	Формируется адекватная самооценка личности, своих возможностей и способностей, достоинств и ограничений.	Рефлексия «Пора подводить итоги». Предлагает ответить на вопрос одним предложением.	Отвечают.	Личностные, познавательные, регулятивные	5 мин.
5.	Подача домашнего задания.	Закрепление изученного материала.	Запись на доске. Прочитать параграфы. Подготовиться к физическому диктанту.	Записывают в дневник.	Личностные	2 мин.

Содержание.

Устная работа по вопросам.

1.Какое движение называется колебательным?

2. Какие колебания называют свободными?

3. Что такое вынужденные колебания? (Если возникли затруднения с ответом можно воспользоваться учебником).

4. Что такое колебательная система?

5. Что такое амплитуда?

6. Что такое период колебаний?

7. Что такое частота?

8. Как связаны между собой частота и период? Запишите формулы.

9. Траектория движения колеблющегося тела. Сделайте чертеж.

10. Условия возникновения колебаний.

Решение задач. Устно.

1. В таблице представлены данные о положении шарика, гармонически колеблющегося вдоль оси Ox в различные моменты времени. Какова амплитуда колебаний шарика? (Ответ дайте в миллиметрах.)

t, с	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2
х, мм	0	2	5	10	13	15	13	10	5	2	0	–2	–5	–10	–13	–15	–13

2. На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (относительно положения его равновесия) от времени. Какова кинетическая энергия маятника в момент времени 2секунды? (Ответ дайте в джоулях.)

Загадка.

Не сиди и не скучай,
Посильней нас раскачай.
Верх и вниз — и полетели.
Любят смельчаков... (Качели)

Вопрос. Почему, если правильно действовать на качели, то размах качаний будет становиться все больше и больше? Обсуждение. Определите тему урока и задачи.

Учитель. В нашей жизни происходит много удивительных и порой непонятных явлений. Однако объяснение многих из них может быть достаточно простым. Например – качание на качелях. Почему, если правильно действовать на качели, то размах качаний будет становиться все больше и больше? Все дело в том, что действовать нужно строго в определенные моменты времени и в определенном направлении, иначе результатом действия может быть не раскачивание, а полная остановка качелей. Чтобы этого не произошло, нужно, чтобы частота внешнего воздействия совпадала с частотой колебаний самих качелей, в этом случае размах качания будет увеличиваться. Это явление называется резонансом. Резонанс латинское слово, переводится «эхо». Давайте попробуем разобраться, что такое резонанс, где он встречается в нашей жизни и что об этом явлении нужно знать.

Опыт№1. Движение маятников на нити.

Опыт №2. Отрежьте от бумаги полоски шириной примерно 1,2—1,3 см. Одна полоска должна иметь длину 25 см, а другая — 20 см. Склейте концы полосок так, чтобы получились два кольца. Возьмите кусок картона размером 10 х 10 см и приклейте оба кольца примерно в его центре на расстоянии 2,5 см. Встряхните картонку из стороны в сторону. Начните с малой частотой медленно двигать картон вперед и назад. Постепенно повышайте частоту «картонотрясений», увеличивая скорость ваших колебаний. Обратите внимание на то, когда начнут колебаться бумажные кольца.

Обсуждение опытов.

Работа с текстом.

Текст.

Резонанс – это резкое увеличение амплитуды вынужденных колебаний при совпадении собственной частоты колебательной системы с частотой внешней вынуждающей силы. Резонанс, как и любое другое физическое явление, имеет как положительные, так и отрицательные последствия.

Среди положительных проявлений резонанса можно выделить использование его в музыкальных инструментах. Помимо этого, известен способ резонансного разрушения при дроблении и измельчении горных пород и материалов. Такую же роль резонанс играет при сверлении отверстий в бетонных стенах при помощи электрической дрели с перфоратором.

Несмотря на все преимущества, которые можно получить при помощи резонанса, не следует забывать и об опасности, которую он способен принести. Землетрясения или сейсмические волны, а также работа сильно вибрирующих технических устройств могут вызвать разрушения части зданий или даже зданий целиком. Кроме того, землетрясения могут привести к образованию огромных резонансных волн – цунами с очень большой разрушительной силой.

Также резонанс может стать причиной разрушения мостов. Существует версия, что один из деревянных мостов Санкт-Петербурга (сейчас он каменный) действительно был разрушен воинским соединением. Как сообщали газеты того времени, подразделение двигалось на лошадях, которых пришлось впоследствии извлекать из воды. Естественно, что лошади гвардейцев двигались строем, а не как попало. Еще один мост – Такомский – висячий мост через пролив Такома-Нэрроуз в США был разрушен 7 ноября 1940 года. Причиной обрушения центрального пролета стал ветер со скоростью около 65 км/ч.

В наше время резонансные колебания, вызванные ветром, чуть не стали причиной обрушения волгоградского моста, теперь неофициально называемого «Танцующим мостом». 20 мая 2010 года ветер и волны раскачали его до такой степени, что его пришлось закрыть. При этом был слышен оглушающий скрежет многотонных металлических конструкций. Дорожное покрытие моста через Волгу в течение часа было похоже на развивающееся, на ветру полотнище. Бетонные волны, по словам очевидцев, были высотой около метра. Когда мост "затанцевал", по нему ехало несколько десятков автомашин. К счастью, мост устоял, и никто не пострадал.

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 входит целый корабль. А на заре развития авиации некоторые двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе.

Резонанс – это очень эффективный инструмент для решения многих практических задач, но и одновременно может быть причиной серьёзных разрушений, вреда здоровью и других негативных последствий.

Обсуждение текста.

1.Что называют механическими колебаниями?

2.Какие колебания называют свободными?

3.Какие колебания называют вынужденными?

4.Что называется резонансом?

5.Какое условие возникновения резонанса?

6.Какие проявления резонанса вы знаете?

Домашнее задание. Прочитать параграфы и ответить на вопросы. Подготовиться к физическому диктанту.

«Пора подводить итоги».

Выбери предложение.

1. Я все очень хорошо понял.

2. Мне было интересно.

3. Мне все понятно, но материал не всегда интересен.

4. Я не все понял, но мне было интересно.

5. Я ничего не понял и на уроке скучал.

Урок завершен! Надеюсь, что вы уходите с хорошим настроением и новыми знаниями. Сегодня вы сами выдвигали гипотезы, моделировали, ставили эксперименты, подтверждали свои умозаключения. Только в слаженной и дружной команде можно добиться таких результатов. Именно такой командой сегодня были вы. Молодцы!

Источники.

http://edufuture.biz/index.php?title=Резонанс

http://class-fizika.ru/op79-29.html

http://life.mosmetod.ru/index.php/item/rezonans-polza-i-vred