Мастер класс для учителей физики по теме Колебания и волны
методическая разработка по физике (8 класс) по теме

Мастер класс для учителей физики по теме

«Колебания и волны»

с использованием игровых методик на всех этапах урока.

Цель: поделиться с коллегами игровыми способами и методами организации основных этапов урока.

В период преобразования нашего общества одной из главных задач обучения становится развитие творческого мышления учащихся.  При этом нужно учитывать  одно хорошо известное обстоятельство: сегодняшние дети получают информацию из различных источников. Это приводит к тому, что учащихся бывает трудно удивить, сообщая им какие-то сведения, не являющиеся для них новыми. Поэтому, что бы уроки были интересными, непохожими друг на друга в своей работе я использую игровые ситуации. Ведь игру можно назвать – «восьмым» чудом света, так как в ней заложены огромные воспитательные и образовательные возможности. Игра, учение и труд являются основными видами деятельности человека. Игра – активнейшая форма человеческой деятельности редко встретишь ребенка, не участвующего в определенный момент в какой-либо игре. Гибкая система учебных игр позволяет учащемуся обучаться с интересом, а от возможности выбора игр этот интерес только возрастает. Игровой момент на уроке может быть связан не только с проблемой обучения школьников, но и их воспитания. Познавательные игры в старших классах быстро превращаются в серьезный учебный труд, в процессе которого развиваются такие черты, как выдержка, самостоятельность, воля к преодолению трудностей, настойчивость. Через увлекательную игру учитель вводит ученика в мир природы, приучает его ценить глубину и обширность знаний для реального познания его законов. В процессе включения игровых моментов в учебный труд ученика учитель получает возможность глубже изучить своих воспитанников, наблюдая их в нестандартных ситуациях. Это позволяет ему улучить качество индивидуальной работы, усилить воспитательное воздействие урока на каждого ученика.

        Оргмомент.

Каждый из нас любит что-то разгадывать, тема нашего занятия зашифрована в виде ребуса. Если мы разгадаем ребусы, то сможем назвать тему, над которой сегодня будем работать.

Я предлагаю каждому ряду отгадать по одному ребусу.

ответы: колебание, резонанс, маятник

Какую большую тему связывают эти слова?   Ответ: «Колебания и волны»

Тема нашего занятия «Колебания и волны»

Опрос

Наверное, вы мечтаете  побывать в роли учителя. Сегодня вам будет представлена такая возможность. Опрос мы проведем парно. И каждый из вас поставит своему соседу по парте оценку за ответ. У вас на столах лежит цветок с вопросами. Лепестки двух цветов. Определите, какой цвет будет ваш. Вы зачитываете вопрос и отвечаете на него. Ваш сосед по парте слушает ответы  и ставит вам оценку. Через три минуты ваши роли меняются.

Работа в парах

Трудно  оценивать ответ? В чем заключается трудность?

Решение задач

Мы изучили много понятий, формул. И сегодня проверим на практике, как вы умеете их применять в процессе решения задач.

Задачи будем решать в парах. Один из вас будет зайцем, другой – волком. Посмотрим, кто победит в нашем поединке, заяц или волк.

Один игрок выступает в роли- «зайца», другой в роли – «волка». Задача первого быстрее пройти по маршруту, задача второго настигнуть зайца. В начале игры волк и заяц помещаются в пункт 1, соперники  решают первую задачу. Если задачи решены верно, то капитаны или учитель перемещает рисунки  волка или  зайца в пункт 2. При этом «заяц» должен решить задачу первым, чтобы раньше волка перейти на второй пункт своего маршрута, так как зайцу надо пересекать «волчью тропу»

Задачи для волка

1. Уравнение гармонических колебаний тела x = 0,2·cos(πt) в (СИ). Найдите амплитуду, период, частоту. Определите смещение тела через 2 с.
2.  Напишите уравнение гармонических колебаний, если за 1 мин совершается 60 колебаний; амплитуда равна 8 см.
3. Найдите   амплитуду, период и напишите уравнение колебаний x(t).

4. Волна распространяется со скоростью 6 м/с при частоте колебания 5 Гц. Какова длина волны?
5. По графику, приведенному на рисунке, найти амплитуду и период колебаний маятника.

Задачи для зайца

1. Определите по графику, приведенному на рисунке длину волны.

2. Найдите  амплитуду, период и напишите  уравнение колебаний x(t).

3. Напишите уравнение гармонических колебаний, если частота равна 0,5 Гц, амплитуда 80 см.
4. Определите длину звуковой волны с частотой колебаний

 16 Гц.

5. Рыболов заметил, что за 10с поплавок совершил на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн равно 1,2 м? Какова скорость распространения волн?

Подведение итогов работы в парах

Проектная деятельность.

Какая физика без эксперимента? Все открытия сопровождались наблюдениями, опытами. В результате рождались законы, формулы, сооружались приборы. Вот и мы попробуем сейчас своими руками сделать прибор, который будет фиксировать звуковые волны.

 Класс разбивается на группы и выполняет работу по инструктивной карте

История науки знает немало случаев, когда выдающиеся открытия были сделаны на самом примитивном оборудовании, изготовленном, как говорится, из ниток и катушек, а то и вообще без оборудования — на основании внимательного наблюдения окружающей реальности.
Бенджамин Франклин доказал электрическую природу молнии, запуская воздушный змей. Роберт Вуд строил точнейшие спектрометры из труб.

В вашем распоряжении консервные банки.  Мы  проделаем несколько опытов со звуковым осциллографом, для изготовления которого нам потребуется жестяная консервная банка любого размера (оптимальный размер — банка из-под сгущенки), немного тонкой резины от детского воздушного шарика и небольшой осколок зеркала. Зеркало должно быть как можно легче: прекрасно подойдет для нашей цели плоский осколок елочной игрушки величиной с ноготь или хорошо разглаженный кусочек фольги.

Пользуясь консервным ножом, вырежем у банки оба донышка (такой нож не оставляет острых краев, о которые можно порезаться). С одной стороны на банку натянем резину от воздушного шарика и прочно укрепим ее ниткой.    Второй    конец банки оставим открытым. К резине каплей любого клея прикрепим зеркальце; оно должно находиться примерно на расстоянии трети диаметра от края банки. Когда клей просохнет, осциллограф готов — можно приступать к опытам.

Зеркальцем осциллографа поймаем солнечный зайчик и направим его на стену (источником света для наших опытов может быть, конечно, не только солнце, но и настольная лампа — важно только, чтобы зайчик был отчетливо виден на стене). Источником звука послужит ваш собственный голос. Вибрации воздуха передаются резиновой мембране, а через нее — зеркальцу, которое рисует световым зайчиком узор на стене. Так же, как и электронный осциллограф, прибор имеет развертку — то есть позволяет наблюдать характер колебаний в зависимости от времени. (Это обусловлено несимметричным положением зеркальца на мембране. Подумайте почему!) Но развертка у нас не линейная, а круговая. Поэтому узор покажется не совсем обычным — звуки будут «выглядеть» немного не так, как их обычно изображают. Тем не менее, качественные различия между звуками увидеть здесь даже проще, чем на обычном электронно-лучевом осциллографе.

Проводя опыты с осциллографом, постарайтесь зарисовать наблюдаемые картинки и попробуйте ответить на такие вопросы:

1. Чем отличается гласный звук от согласного (произносите те    и    другие    коротко;    потом сравните протяжные звуки:   а-а, у-у, с-с-с, ш-ш-ш).

2.  Как изменяется картинка, если пропеть гамму: до-ре-ми-фа-соль? Сделайте то же самое, но пойте, не называя звуков.

3.  Что наблюдается, если свистеть? Заметно ли отличается размах (амплитуда) колебаний при свисте от амплитуды колебаний при произнесении обычных звуков. Можно ли на основании этого опыта ответить на вопрос, почему свист слышен на большем расстоянии, чем крик?

4.  Если у вас есть гитара, камертон, детская флейта, дающая чистый музыкальный тон, исследуйте их звуки. Чем отличается музыкальный тон от звуков голоса? Можно ли голосом воспроизвести музыкальный тон?

Подводятся итоги эксперимента в группах.

Назовите фамилии ребят, которые особенно отличились в экспериментальной работе.

Закрепление.

Последним этапом нашей работы станет игра «Звездный час», в которой будут принимать участие девять отличившихся сегодня учащихся.  Остальные  могут ответить на тот вопрос, который вызовет затруднение у отличившихся сегодня на занятии.

На ответ у вас будет дано 5с. Желаю вам удачи.

Каждый из вас потянет жребий и определит,  на какой вопрос он будет отвечать.

Пока участники игры готовятся и участвуют в жеребьевке, остальные еще раз повторяют со мной основные понятия по теме.

Где можно зафиксировать понятие колебания?

ответ : в физике, организме человека,  бизнесе, природе

приведите примеры, где можно проследить за понятием колебания в физике, природе, организме человека, бизнесе.

заполните таблицу

наступает звездный час наших финалистов.

1.Как изменится период колебаний маятника, если его перенести из воздуха в воду? (увеличивается)

2.Какой основной отличительный признак колебательного движения? (периодичность)

3.Голландский ученый, который изобрел первые часы с маятником? (Христиан Гюйгенс)

4.Как изменится период колебаний математического маятника, если увеличить длину нити? (увеличится)

5.При свободных колебаниях шар на нити проходит от левого крайнего положения до правого за 0,4 с. Каков период колебания нити? Т=0,8 с

6.Как изменится частота колебаний маятника, если его перенести из воздуха в воду? (уменьшится)

7.Бушует вихрь в чистом поле

И на краю седых небес

Качает обнаженный лес…

Какой вид колебательного движения? (вынужденное)

8.Какое перемещение совершает груз, колеблющийся на нити за один период? (Перемещение, равное нулю)

9.К каким колебаниям – свободным или вынужденным – применимо понятие резонанса? (вынужденным)

Д.з. продолжить эксперимент с осциллографом, поставить новые цели и задачи, методы их реализации, результаты эксперимента оформить в виде таблиц, графиков, придумать кроссворды по теме колебание и волны.

Ну, погоди!

Ну, погоди!  «Колебания и волны» 8 класс

Задачи для волка

1. Уравнение гармонических колебаний тела x = 0,2·cos(πt) в (СИ). Найдите амплитуду, период, частоту .
2.  Напишите уравнение гармонических колебаний, если за 1 мин совершается 60 колебаний; амплитуда равна 8 см
3. Найдите   амплитуду, период

4. Волна распространяется со скоростью 6 м/с при частоте колебания 5 Гц. Какова длина волны?
5. По графику, приведенному на рисунке, найти амплитуду и период колебаний маятника.

Ну, погоди!  «Колебания и волны» 8 класс

Задачи для зайца

1. Определите по графику, приведенному на рисунке длину волны. Укажите ее графически

2. Найдите  амплитуду, период.

3. Напишите уравнение гармонических колебаний, если частота равна 0,5 Гц, амплитуда 80 см.
4. Определите длину звуковой волны с частотой колебаний

 16 Гц.

5. Рыболов заметил, что за 10с поплавок совершил на волнах 20 колебаний. Определите период

Ответы

Заяц

Волк

Ну, погоди!  «Изопроцессы» 10 класс

Задачи для зайца

1. В сосуде объемом 83дм3 находится 20г водорода при температуре 127С. Определите его давление.
2.  При температуре 27С объем газа 1м3. При какой температуре этот газ будет занимать объем  2 м3, давление при этом не меняется.
3. Почему высоко в горах не удается сварить яйцо в кипящей воде?
4. Найдите объем баллона для хранения 50 молей газа, если при температуре 300К давление равно 500 к Па.
5. На рисунке дан график состояния идеального газа. Представьте этот цикл в координатах pV, pT

V                    2

     1                3

                                     T

Ну, погоди!  «Изопроцессы» 10 класс

Задачи для волка

1.  На рисунке дан график изменения состояния газа. Представьте его в координатах pV , pT

p                     2

      1               3

                                                     T

2. Найдите давление 1л неона, если его масса 45г, а температура 0С
3. При температуре 27С объем газа 1 м3. При какой температуре газ займет 0,5 м3, при постоянном давлении.
4. Каким образом можно сократить, в процессе варки в воде, время приготовления пищи.
5. Стальной баллон заполнен азотом при температуре 12С. Давление азота 15МПа. Найдите плотность азота

Ну, погоди!  «Равномерное движение»

Задачи для зайца

1.Находящийся в пункте З увидел волка, пробегающего пункт В со скоростью 10 м/с. Заяц побежал к норе Н. С  какой скорость должен бежать заяц, чтобы волк его не догнал. Расстояние ВН=200м, ЗН=300м

В        Н                                        З

2.Сидящий в пункте З заяц, увидел волка, бегущего со скоростью 8м/с из пункта В в Н. Спустя 6с заяц побежал в пункт Н. Успеет ли заяц скрыться в норе, если его скорость 10м/с, расстояния ВН=240м, ЗН=200м

                                В        З                                        Н

3.Увидев волка, бегущего в пункт В со скоростью 10 м/с, заяц, из пункта З побежал к Н со скоростью 8 м/с. Расстояние ЗН=80м. Какое расстояние первоначально разделяет зайца и волка, если волк подбежал к норе спустя 2с после того, как в нее забежал заяц.

4.Волк движется на моторной лодке со скоростью 20м/с из пункта В по направлению к берегу (пункт Н) о т которого его отделяет 1000м. Заяц плывет из пункта З к берегу (пункт Н) до которого 288м. С какой скоростью должен плыть заяц, чтобы на берег выплыть на 2с раньше волка?

5.По  дороге навстречу друг другу движется волк на мотоцикле со скоростью 60км/ч из пункта В и заяц на велосипеде со скоростью 10км/ч из пункта З.  Через какое время и на каком расстоянии от В они встретятся, если расстояние 140 км.

Ну, погоди!  «Равномерное движение»

Задачи для  волка. 

1.Убегая от погони, заяц вскочил в первый вагон поезда, движущегося со скоростью 8м/с. когда волк выбежал на перрон с ним поравнялся конец пятого вагона. Через какое время волк, бегущий со скоростью 10м/м добежит к началу первого вагона?  Длина вагона 10м.

2.Скрываясь от преследования, заяц пробирается по пшеничному полю со скоростью 3.6 км/ч. волк на тракторе скашивает пшеницу, перемещаясь со скоростью 18 км/ч. Ширина захвата косилки 2м. Длина поля 100м, ширина 20м. Догонит ли волк зайца, если побежит вдоль длины поля, а волк скашивает пшеницу вдоль ширины.

3.Увидев сидящего в пункте В волка, заяц побежал из пункта З в Н со скоростью 5 м/с. Спустя 2с волк кинулся вслед за зайцем из пункта В в З, а затем в Н. Скорость волка 8м/с. расстояние ВЗ=30м,НВ=40м. Догонит ли волк зайца?

                                       Н

                                      40м

                З           30м               В

4.Заяц плывет по течению реки из пункта З в пункт Н со скоростью 3м/с относительно воды, скорость течения 1м/с. Расстояние ЗН=400м. Волк бежит по берегу из пункта В в Н со скорость 36км/ч. Расстояние ВН=1100м. На сколько секунд заяц опередит волка?

З        Н                                В

5. Заяц плывет по течению реки из пункта З в Н со скоростью 2м/с. Волк плывет по реке против течения из В в Н со скоростью 4м/с относительно воды. Скорость течения 1м/с расстояние ВН=300м. Каково расстояние ЗН, если волк и заяц достигнут пункта Н одновременно?

                                В                Н                        З

Ну, погоди!  «Равномерное движение»

Задачи для зайца

1. На рисунке показаны графики  движения зайца и волка. Напишите уравнение  координаты для движения волка и зайца. Рассчитайте где и когда они встретятся.

                      х,м

            30

                         3     5                 t, с

                                                                                                      х,м

               -20

                                                                                            200                              З

2. На рис. приведен график движения волка                           и зайца. Найдите расстояние между ними                                         10       30  t

     через 50с после начала отсчета времени.

                                                                                  -100

3. На рис приведены графики координат волка и зайца. Найдите время и координату их встречи.

    х,м

8                     з

      2     4                         t,с

-8       в

4. На рис приведены графики координаты волка и зайца. Догонит ли волк зайца, если нора расположена на расстоянии 40м от начала координат.                           х,м       з

                                                       10                   в  

                                                                  2    3                            t,с  

                                                       -30

5. На рис даны графики движения волка и зайца. Успеет ли заяц скрыться в норе, находящейся на расстоянии 100м от начала координат

                                   60

                                   40

                                                                                      t,с

                                                2

Задачи для волка

1. Переплывая реку шириной 28,2м заяц выдерживает курс под углом 600 к направлению течения, плывя со скоростью относительно воды 2 м/с. На противоположном берегу он увидел, что оказался на 40м ниже по течению от того места, где входил в воду. Найдите скорость течения реки.
2. Переплывая реку шириной Н, заяц выдерживает курс перпендикулярно течению. Скорость течения и . На какое расстояние по течению будет снесен заяц, когда переплывает реку? Скорость зайца относительно воды .
3. Заяц переплывает реку со скоростью  относительно воды, направленной под углом   к линии берега. Скорость течения и. Ширина реки Н. Переплыв реку, он попадает в точку А. Найдите расстояние АВ=l. Решите задачу в общем виде.

                           В             L            А

   Н                            и

               

4. Заяц плывет по реке на плоту от пункта А до пункта В. Это же расстояние, но против течения  проплывает волк на моторной лодке за время в три раза меньше. Скорость лодки в стоячей воде 40км/ч. Найдите скорость течения.
5. Заяц плывет по реке на моторной лодке из пункта А в пункт В. Тоже расстояние, но против течения плывет волк  и обратно, затрачивая время t. Скорость лодки в стоячей воде . Скорость течения и. Найдите расстояние между пунктами.

1. Какие процессы называют колебаниями? В каком случае колебания называют свободными?

2. При каких условиях в системе могут возникнуть свободные колебания?

3. Перечислите параметры, описывающие колебательное движение и укажите единицы их измерения.

4. Какую колебательную систему называют математическим маятником?

5. При каких условиях тело, подвешенное на нити, можно описывать идеализированной моделью математического маятника?

6. Какие колебания называют гармоническими? При каких условиях колебания математического маятника будут гармоническими?

7. Назовите формулы для расчета частоты, циклической частоты и периода колебаний математического маятника.

8. От чего зависит частота и период колебаний математического маятника? От чего не зависит?

9. Какую колебательную систему называют пружинным маятником?

10. Как изменяются со временем скорость и ускорение пружинного маятника?

11. От чего зависит частота и период колебаний пружинного маятника?

12. Опишите превращения энергии при колебаниях математического и пружинного маятника. Через какую долю периода колебаний этих маятников кинетическая энергия полностью превращается в потенциальную энергию и обратно?

амплитуда – это…..

камертон – это….

виды волн ….

свободные колебания  это  ….

вынужденные колебания -…..

звуковые волны – это …..

камертон – это….

амплитуда – это…..

виды волн ….

свободные колебания  это  ….

вынужденные колебания -…..

звуковые волны – это …..