Урок физики по теме: "Период колебаний математического маятника"
методическая разработка по физике (9 класс)

Сычикова Татьяна Владимировна

учитель физики

МБОУ «Мурминская средняя школа»

Рязанского района

Рязанской области

Тема урока: "Период колебаний математического маятника"

Цель урока: изучить математический маятник

Задачи:

Образовательная:

 - дать учащимся понятие математического маятника;

- выяснить экспериментально, от чего зависит период колебаний математического маятника;

-получить формулу для расчета периода математического маятника и проверить ее с помощью цифровой лаборатории.

Развивающая:

-развитие у учащихся умения самостоятельно проводить физический эксперимент, обобщать, делать выводы.

Воспитательная: продолжить работу по формированию у учащихся положительных мотивов учения, культуры умственного труда, учить вырабатывать приемы внутренней саморегуляции.

Тип урока: Урок-исследование

Оборудование: различные математические маятники, компьютер, мультимедийный проектор, презентация, магнит, цифровая лаборатория

Ход урока

1. Начало урока. Орг.момент

 Здравствуйте, ребята!

К сегодняшнему уроку я выбрала вот такой эпиграф:

  Верховным судьей всякой физической теории является опыт.

 Без экспериментаторов теоретики скисают. (Слайд 2)

                                                                              Лев Ландау

Как, Вы, думаете почему я выбрала именно такой эпиграф к нашему уроку?

Ответ учащихся: потому что на уроке получать знания нам будет помогать эксперимент

2. Актуализация знаний учащихся, мотивация учащихся на изучение новой темы

1)Прослушайте, фрагмент всем известной песни и ответьте на вопрос: Какое слово относится к теме прошлого урока? (качели)

«В юном месяце апреле,

В старом парке тает снег,

И крылатые качели,

Начинают свой разбег».

2)Какую тему мы изучали на прошлом уроке?

(механические колебания)

Раз, качели являются примером механических колебаний, то значит их можно назвать колебательной системой, т.е….

 (система тел, в которой могут совершаться свободные  механические колебания)

3)Можно ли из шарика и нити сконструировать колебательную систему?

(Да, подвесив шарик на нити)

Демонстрация модели учителем

4) Всегда ли в такой системе будут наблюдаться механические колебания?

(Нет, размеры шарика должны быть намного меньше длины нити)

Итак, мы сконструировали колебательную систему, которой необходимо дать название.

Предположения учащихся ( это маятник, созданный с помощью нити, т.е. его можно назвать нитяной маятник)

В физике нитяной маятник называют математическим маятником и главная его характеристика это? (Период)

И сегодня на уроке мы изучаем (учащиеся формулируют тему урока «Период колебаний математического маятника»). Слайд 1

Ученый Л.И. Мандельштам говорил, что если посмотреть историю физики, то можно увидеть, что главные открытия были связаны по существу с колебаниями. Нам тоже сегодня предстоят открытия.  

Вы готовы к новым открытиям?

3.Изучение новой темы

1) Постановка целей и задач урока  (формулируют учащиеся) Слайд 3

 -Выяснить, от чего зависит период математического маятника?

- Проверить предположения с помощью эксперимента.

-Получить формулу для расчета периода математического маятника.

-Найти применение полученным знаниям.

2)Выдвижение гипотезы Слайд 4

    Для того чтобы начать исследования, давайте сделаем предположения, выдвинем гипотезы, от чего может зависеть период колебаний математического маятника.

 (амплитуды колебаний, длины нити, массы шарики, ускорения свободного падения)

 Что поможет проверить нам наши предположения? (эксперимент)

3) Экспериментальная проверка гипотезы Слайд 5

Учащиеся разбиваются на 4 группы:

1 группа

Установление зависимости периода колебаний математического маятника от массы тела

1. Отклоните маятника от положения равновесия на 5 см.
2. Измерьте время 20 колебаний
3. Рассчитайте период колебаний по формуле Т= t/N
4. Повторите такие же действия с другим мятником, у которого масса шарика больше
5. Занесите результаты в таблицу

6. Сделайте вывод

2 группа

Установление зависимости периода колебаний математического маятника от длины нити

1. Измерьте длину нити маятника
2. Отклоните маятника от положения равновесия на 5 см.
3. Измерьте время 20 колебаний
4. Рассчитайте период колебаний по формуле Т= t/N
5. Повторите такие же действия, уменьшив длину нити маятника
6. Занесите результаты в таблицу

7. Сделайте вывод

3 группа

Установление зависимости периода колебаний математического маятника от ускорения свободного падения

1. Отклоните маятника от положения равновесия на 5 см.
2. Измерьте время 20 колебаний
3. Рассчитайте период колебаний по формуле Т= t/N
4. Повторите такие же действия, поднеся под шарик магнит, тем самым увеличивая ускорение свободного падения
5. Занесите результаты в таблицу

6. Сделайте вывод

4 группа

 Установление зависимости периода колебаний математического маятника от амплитуды колебаний

1. Отклоните маятника от положения равновесия на 3 см.
2. Измерьте время  20 колебаний
3. Рассчитайте период колебаний по формуле Т= t/N
4.  Повторите аналогичные действия, отклонив маятник на 6 см.
5. Занесите результаты в таблицу

6. Сделайте вывод

Каждая группа выбирает руководителя, проводит эксперимент в соответствии с технологической картой эксперимента. Выводы руководитель записывает на доске в соответствующую сводную таблицу.

После заполнения таблицы руководители групп с места озвучивают полученные результаты.  

Анализируя полученные результаты учащиеся делают вывод: Слайд 6

  Период математического маятника

- не зависит от массы тела, амплитуды колебаний

-зависит от длины нити (прямая зависимость),

               от ускорения свободного падения (обратная зависимость)

4) Формула для расчета периода математического маятника

На основании полученных результатов получаем формулу для расчета периода математического маятника

5) Историческая справка

6) проверка справедливости формулы математического маятника с помощью цифровой лаборатории (учащиеся работают в парах, одна пара выполняет эксперимент за демонстрационным столом)

  а) обсуждение этапов выполнения эксперимента

Работа с цифровой лабораторией

Лабораторная работа № 1.10 «Определение периода колебаний нитяного маятника»

1. Ввести исходные данные (длина нити).

2.Отклонить маятник от положения равновесия на 6-7 см

и зафиксировать 11 импульсов (5 полных колебаний).

3.Обработать полученные результаты и занести их в таблицу экспериментальных данных.

4. Рассчитать с помощью формулы период математического маятника

и зафиксировать полученное значение.

5. Сделать вывод.

  б) выполнение

  в) анализ результатов

4. Подведение итогов.

    1) Какую колебательную систему мы изучили на сегодняшнем уроке?

    2) От чего зависит период математического маятника?

    3) Какую формулу мы получили для расчета периода математического маятника?

5.Рефлексия

 Лестница успеха.

6.Домашнее задание Слайд7

 Пар. 16 (вопросы 1 уровня)

Найти применение новым знаниям (презентация, проект)