Механические волны. Звук. 7 класс
методическая разработка по физике (7 класс)

Тема урока. Механические волны. Звук.                                                                  

                                  7 класс

Цели урока:                                                                                                       образовательная: сформировать представление о поперечных и продольных механических волнах; ввести физические величины: скорость волны, длина волны; ввести характеристики звуковых волн: громкость звука, высота тона, тембр, порог слышимости, порог болевого ощущения;

развивающая: развивать наблюдательность, самостоятельность, логическое мышление, монологическую речь; усовершенствование навыков решать задачи;

воспитательная: воспитывать навыки работать в группе и коллективе, аккуратность, усидчивость и ответственность; воспитывать навыки культуры общения.                                                                                                                                        Задачи урока: обеспечить усвоение знаний о понятиях: «механическая волна», «длина волны», «звук». «громкость звука», «высота тона», «тембр», «порог слышимости и болевого ощущения»; формировать умение вычислять скорость и длину волны.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы обучения:

  - словесные (рассказ, беседа)

  - демонстрации (приборы, опыты)

  - наглядные (карточки)

  - проблемно-поисковые.

Педагогические технологии:

   - интерактивные

   - информационно-коммуникативные

Формы работы с обучающимися:

   - фронтальная

   - индивидуальная

   - групповая

Материально-техническое обеспечение:

мультимедиа проектор, компьютер, презентация, камертон, будильник,    картонный короб, учебник, рабочая тетрадь.  

Межпредметные связи:

  - предмет «Математика».                                                                                                                          Внутри предметные связи:

    - предмет «Физика» - тема «Механические колебания».

  Планируемые результаты  

Предметные: научатся определять величины, характеризующие волны, приводить примеры источников звука; использовать формулы нахождения длины волны и скорости её распространения.

Метапредметные:

познавательные –  анализировать и перерабатывать полученную информацию, обобщать и делать выводы;

регулятивные – выделять и осознавать, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению;

коммуникативные – выражать свои мысли; вступать в учебное сотрудничество с учителем и сверстниками.

Личностные: убежденность в возможности познания природы, в необходимости различного использования достижений науки и техники для дальнейшего развития человеческого общества, уважения к творцам науки и техники.

План урока:

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний.                                                                                             3. Мотивация учебной деятельности.

 4.  Изложение нового материала.

 5. Первоначальное закрепление изученного материала.

 6. Подведение итогов урока. Рефлексия.

 7. Домашнее задание.

                       Ход занятия

I. Организационный момент.

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Создание в классе атмосферы психологического комфорта.

II. Актуализация опорных знаний.

А). Интерактивная технология «Снежный ком»

* Что такое колебания?

(Ответ учащегося: Колебания – повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояния системы около точки равновесия).

• Что называют механическими колебаниями?

(Ответ учащегося: Механические колебания – это повторяющиеся через одинаковые промежутки времени механические движения).  

• Какие величины описывают механические колебания? Дайте им определение. (Ответ учащегося: Амплитуда – максимальное значение смещения тела от положения равновесия. Период – это время совершения одного полного   колебания. Частота – это число колебаний за 1 с, т. е. величина обратная периоду).
• Кокой буквой обозначают эти величины и единицы измерения?

(Ответ учащегося: Амплитуда – А(м). Период – Т(с). Частота – v(Гц))

• Какие колебания называют свободными? Вынужденными?

(Ответ учащегося: Свободные колебания –это  колебания происходящие в системе без внешнего воздействия. Вынужденные колебания – это колебания происходящие под действием периодически действующих внешних сил).

• Приведите примеры свободных и вынужденных колебаний.

(Ответ учащегося: Колебания математического маятника, пружинного маятника – это свободные колебания. Вынужденные колебания – иголка швейной машины, поршень двигателя внутреннего сгорания).

• Почему свободные колебания называют затухающими? (Ответ учащегося: При колебании тел происходит постепенное уменьшение отклонений тел от положения равновесия до полной его остановки. Затухание колебаний происходит в результате действия сил трения.)

  Б). Решение задач.  (Заполнить пустые клеточки в таблице. Обменяться с соседом карточкой и    проверить). Заполнить пустые клетки  

   В) ответы (слайд 1) (за правильный ответ 1 балл, всего-3 балла                                                

III. Мотивация учебной деятельности

Вспомним некоторые строчки из стихотворений:

а). «А волны всё выше, а волны всё круче уходят под самые тучи» (К. Чуковский)

б). «Ты волна моя волна, ты гульлива и вольна» (А.С. Пушкин)

в). На берегу пустынных волн, стоял он, дум высоких полн» (А.С. Пушкин)

   Что же такое волна? (учащиеся пытаются дать определение волны).                                  

IV. Сообщение темы урока. (слайд 2)

Учащиеся формулируют цель и задачи урока. (слайд 3)                                                        

V. Изучение нового материала.

В непрерывной среде колебания частиц в одном месте вызывают колебания соседних частиц, те, в свою очередь возбуждают колебания других частиц. (демонстрация продольных и поперечных волн на волновой машине)

   Процесс распространения колебаний в твёрдых, жидких и газообразных телах называется механическими волнами.

      Волны, в которых колебания происходят перпендикулярно направлению распространения волны, называются поперечными волнами. (демонстрация поперечной волны с игрушечной пружинкой). 

       Волны, в которых колебания происходят вдоль направления распространения волны, называются продольными волнами. (демонстрация продольной волны с игрушечной пружинкой).

        Величины, характеризующие волновой процесс – это длина волны и скорость распространения волны. (слайд 4).

       Примером механических волн являются звуковые волны. Колебания струны гитары вызывает периодические сжатия и разряжения воздуха вблизи неё.  Процесс распространения сжатий и разряжений в воздухе во все стороны и является звуковой волной. Звуковая волна – это продольная волна. Звуковая волна не может распространяться в пустоте. (демонстрация с мобильным телефоном под воздушным колоколом)  

           Величины, характеризующие звук – это громкость звука (громкость звука зависит от амплитуды колебаний); высота тона (зависит от частоты колебаний); тембр (окраска звука); скорость звука.                                                                                    Сообщение учащегося. Из истории измерения скорости звука.                                                 

Мысль измерить скорость звука в воздухе впервые пришла английскому философу Френсису Бэкону. По его совету этим занялся французский ученый Марен Марсенн. В 1630 году он провел наблюдения над выстрелом из мушкета.

 Используя данные таблицы, ответьте на вопросы (слайд 5).

1. В какой среде скорость звука больше, меньше?
2. От чего это зависит?
3. Зависит ли скорость звука от температуры среды? Почему?                                       Ответ: скорость звука в тёплом воздухе несколько больше, чем в холодном. Скорость распространения звука в твёрдых телах больше, чем в воздухе. Звуковые волны в жидкостях всегда распространяются лучше, чем в газах

В зависимости от частоты, звуки делятся на: инфразвуки (частота меньше 20 Гц), акустические звуки (20 Гц < частота <  20000 Гц) и ультразвуки (больше  20000 Гц.) (слайд 6)        

Источники инфразвука: землетрясение, цунами, бури, ветряные электростанции; акустических звуков: пение птиц, звуки музыкальных инструментов, речь и т.д.; ультразвуков: летучие мыши, некоторые грызуны, дельфины. (слайд 7)

Ультразвук применяется в медицине и технике. На уровне 80-90дБ применяют для микромассажа, ускорения обменных процессов. На уровне 180-190 дБ – смертельно.

Акустика – это наука о звуке. Существует множество направлений в изучении и применении звука: физическая акустика, психоакустика, музыкальная акустика, электроакустика, медицинская акустика, биоакустика, физиологическая акустика, гидроакустика. Акустические звуки делятся на музыкальные и шум (свист ветра, скрип, щелчки, морской шум, работа отбойного молотка и т.д.)

Человек может безопасно для своего здоровья слушать звуки не выше 85 дБ на протяжении 8 часов. При громкости в 100 – 110 дБ человек ощущает дискомфорт, а при 130-140 дБ наступает болевой порог.

Свойства звуковых волн. Демонстрация.

Положив будильник в коробку, мы слышим звук. Стоит только поверх будильника положить кусок ваты, как звук становится неслышным.                                              Почему так происходит?

Ответ: мягкие, пористые тела – плохие проводники звука. Звуковые волны в них затухают, поглощаются. Это свойство звуковых волн называется поглощение. Вторым свойством звуковой волны является отражение.

 Никто его не видывал, а слышать – всякий слыхивал,

Без тела, живёт оно, без языка – кричит.

О каком явлении идет речь в стихотворении? А знаете ли вы кто написал это стихотворение?

 Ответ: а) Эхо б) Некрасов. Кому на Руси жить хорошо.

Где же эхо применяется на практике?

Ответ: на свойстве звука отражаться от поверхностей основано действие рупора. Он применяется для усиления мощности звука и распространения на большие расстояния. При использовании рупора звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, вследствие чего увеличивается мощность и передача на большие расстояния.          

VI. Первичное закрепление изученного материала.

Фронтальная беседа:

  1.Что такое механическая волна?

  2. Что является необходимым условием распространением механических волн?

3. Каких двух видов бывают механические волны?

      4.От чего зависит частота волны? (Ответ: Частота волны определяется частотой источника колебаний).

5. Две волны одинаковой частоты распространяются в различных средах: одна в воде, а другая в воздухе. Какие характеристики у них будут одинаковыми, а какие – разными? (Ответ: Одинаковыми будут частота и период, а разными – скорость и длина волны. В более плотной среде (в воде) скорость распространения и длина волны будут больше.

  6.Происходит ли перенос вещества при распространении волны?

  7.Что является источниками звука? (Ответ: источниками звука являются   колеблющиеся тела).

8.Кто чаще взмахивает крыльями при полёте бабочка или стрекоза? (Ответ: стрекоза, т.к. частота взмаха крыльев больше, чем у бабочки, поэтому высота звука выше).

9.Могут ли космонавты космических кораблей поддерживать связь между кораблями с помощью звуковых сигналов? (Ответ: нет, т.к. в вакууме звук не распространяется).                                                                                                                                                               Решить задачу. (№ 903 с/з В.И. Лукашик, Е.В. Иванова, м. «Просвещение» 2018, 32-е издание). (Ответ: 103 Гц) (самопроверка, слайд

7. Подведение итогов. Рефлексия.

   Какая была цель нашего урока? Достигли ли мы поставленных задач?

Оценивание учащихся. Вначале урока каждый учащийся получил индивидуальную карточку куда заносил баллы за правильные ответы.

8. Домашнее задание: параграф 24 прочитать, выучить определение и формулы, решить задачу № 24.1 ((О.Ф. Кабардин). Подготовить сообщение или презентацию по темам: «Как бороться с шумом?», «Голос человека», «Сейсмические волны», «Эхо и эхолокация».