Раздел 3. Пункты 1, 2, 3, 4 Продуктивность личного вклада учителя. Открытые уроки

Саая Саяна Сарыгларовна

Предварительный просмотр:

Тема урока: Звуковые волны

Класс: 9е класс

Дата: 06.02.2014г

Цель урока: изучение процесса распространения механических колебаний в упругой среде на примере акустических явлений и знакомство с источниками и приемниками звука.

Задачи:

  •  Образовательная: расширить знания по разделу «Механические колебания и волны. Звук»; сформировать понятия: звук, источники звука, звуковые волны; изучить механизм передачи и восприятия звука живыми организмами; определить значение звука в различных видах искусства и жизни человека.
  • Развивающая: развитие самостоятельности мышления учеников в применении знаний в различных ситуациях, познавательных интересов области знаний об окружающем мире, о звуке, расширение кругозора по теме «Звуковые колебания».
  • Воспитательная: обеспечить интерес к предмету, воспитание и формирование коммуникативных качеств, воспитание культуры логического мышления.

Тип урока: комбинированный.

Методы проведения: словесный, наглядный, репродуктивный, частично-поисковый, самоконтроль.

Форма организации работы в классе: индивидуальная, фронтальная, дифференцированная.

Междисциплинарные связи: биология – слуховой анализатор, органы слуха человека и животных.

Ученик должен:

  • Знать: смысл физических величин – звуковая волна, звуковые колебания, звук, источники звука, колеблющееся тело;
  • Уметь: объяснять звуковые явления, решать задачи с использованием понятий «скорость звуковой волны»; осуществлять самостоятельный поиск информации; использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

Средства обучения: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация к уроку.

Раздаточный материал: 1) карточки - физический диктант (9 штук) (Приложение 7);  2) карточки с таблицей (рефлексия) (9 штук) (Приложение 8).

Оборудование к уроку: металлическая линейка, штатив с муфтой и лапкой; камертон, стеклянная бусинка на нити; гитара; маятник на нити; деревянная доска, карманные часы; плакат «Слуховой анализатор»; тонкий стеклянный стакан с водой;

пластиковая бутылка, у которой срезана нижняя часть и закрыта куском пакета или пленки, прикрепленного с помощью резинки, свеча; металлическая банка с фасолью;  самодельный прибор «Говорящая веревочка»

Структура урока

п/п

Этап урока

Длительность этапа

Деятельность учителя

Деятельность учеников

1

Организационный момент

2 мин

Объявление темы урока, целей и порядка работы на уроке

Подготовка к работе на уроке, запись темы урока в тетрадь

2

Проверка домашнего задания

5 мин

Проведение фронтального опроса класса с целью проверки усвоения темы прошлого урока

Ответы на вопросы учителя

3

Актуализация знаний

2 мин

Учитель озвучивает учащимся вопросы, ответы на которые они получат в ходе урока

Внимательно слушают

4

Объяснение нового материала

15 мин

Изложение нового материала

Восприятие и запись нового  материала

5

Эмоциональная разгрузка

 6 мин

Организация разгрузки и комментирование действий учащихся

Смотрят опыты, которые проводят товарищи и комментируют

6

Закрепление новых знаний

9 мин

Контроль деятельности учащихся

Решение задач, выполнение физического диктанта по новой теме

7

Подведение итогов, выставление оценок (рефлексия)

4 мин

Учитель подводит итоги урока, выставляет оценки

Каждый ученик заполняет таблицу

8

Задание на дом

2 мин

Учитель задает домашнее задание, комментирует его

Слушают пояснения учителя, записывают задание в дневник

Ход урока

1. Организационный момент

Учитель: Ребята, тема нашего урока сегодня «Звуковые волны». Сегодняшний урок посвящён звуку и звуковым колебаниям. На уроке вы узнаете, что является источником звука, колебания каких частот способен воспринимать человек, что такое звуковые колебания, причины их возникновения и некоторые практические применения в вашей жизни. Мы с вами выясним, что такое звук, какова его природа, способы приема и передачи звука. Итак, запишем тему урока в тетрадь.

2. Проверка домашнего задания

Учитель: Прежде, чем приступить к изучению нового материала, давайте ответим на вопросы, касающиеся прошлой темы урока.

Слайд №2

Учитель: 

  1. Что такое механические волны?

(Механические волны – это колебания, которые перемещаются в пространстве с течением времени)

  1. Каких двух видов бывают механические волны?

(Механические волны бывают продольные и поперечные)

  1. Чем характеризуются волны?

(Волны характеризуются длиной волны, периодом, частотой, амплитудой колебаний, скоростью волны)

  1. Что такое амплитуда, период, частота, длина волны, скорость волны?

(Амплитуда колебаний – наибольшее смещение от положения равновесия;

Период колебаний – Минимальный промежуток времени, через который движение повторяется;

Частота колебаний – число колебаний в единицу времени);

Длина волны – расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одинаковых фазах;

Скорость волны – это величина, показывающая какой путь проходит тело в единицу времени)

  1. Какая связь существует между периодом и частотой волны?

(Период и частота волны обратно пропорциональные величины)

  1. Какая связь существует между длиной волны и скоростью её распространения?

(Длина волны и скорость ее распространения прямо пропорциональные величины)

3. Актуализация знаний

Учитель: Человек живет в мире звуков. Звук – это то, что слышит ухо. Мы живем в мире звуков, поэтому это очень актуальный вопрос. Что же такое звук? Как он возникает? Чем одни звуки отличаются от других? Сегодня мы постараемся определить, что такое звук.

Слайд №3

Учитель: Давайте послушаем примеры различных звуков. Приведите свои примеры звуков, с которыми вы встречаетесь в жизни.

4. Объяснение нового материала

План изложения нового материала

  1. Акустика – раздел физики.
  2. Из истории звуковых явлений.
  3. Звуковые волны.
  4. Диапазон частот – ультразвук, инфразвук.
  5. Искусственные и естественные источники звука.
  6. Распространение звука в упругой среде.
  7. Как слышит человек, животные, насекомые.
  8. Скорость звука в различных средах.

1. Акустика – раздел физики.

Учитель: Раздел физики, в котором изучаются звуковые явления,  называется акустикой (от греч. akustikos – звуковой). А волны, которые воспринимаются человеческим слухом, называются акустическими или звуковыми.

2. Из истории звуковых явлений (выступает подготовленный учащийся)

Слайд №4

 Учитель:   Звуки начали изучать еще в далекой древности. Первые наблюдения по акустике были проведены в 6 веке до нашей эры. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы, издающей звук. В 4 веке до нашей эры Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разряжение воздуха, и объяснил эхо отражением звука от препятствий. В 15 веке Леонардо да Винчи сформулировал принцип независимости звуковых волн от различных источников.

3. Звуковые волны.

Слайд №5

 Учитель:  Мир, в котором мы живем, полон всевозможных звуков. Шелест листвы, раскаты грома, шум морского прибоя, свист ветра, звериное рычание, пение птиц… . Эти звуки слышал еще древний человек. Они позволяют нам получать информацию о том, что происходит вокруг.  

      Услышав какой-то звук, мы обычно можем установить, что он дошел до нас от какого-то источника. Рассматривая этот источник, мы всегда найдем в нем что-то колеблющееся. Если, например, звук исходит из репродуктора, то в нем колеблется мембрана – легкий диск, закрепленный по его окружности. Если звук издает музыкальный инструмент, то источник звука – это колеблющаяся струна, колеблющийся столб воздуха и др.

Докажем это с помощью опытов, которые я вам продемонстрирую.

Опыт 1. Если металлическую линейку определенной длины зажать в тисках и привести в колебательное движение, то она будет издавать звук. Линейка – источник звука – колеблется.

Слайд №6

Опыт 2. Рассмотрим прибор, который называется – камертон.

Камертон -  представляет собой металлическую "рогатку", укрепленную на ящичке, у которого нет одной стенки. Если специальным резиновым молоточком ударить по "ножкам" камертона или провести по нему смычком, то он будет издавать звук.  К звучащему камертону поднесём лёгкую стеклянную бусинку на нити. Бусинка отскакивает. Почему? Это значит, что ветви камертона колеблются. Камертон был изобретен в 18 веке для настройки музыкальных инструментов.

Опыт 3. Тронем струны гитары и приглядимся внимательно, и мы увидим размытые очертания, некоторое утолщение струны. Это также свидетельствует о том, что струна колеблется.

Вывод: Любой источник звука обязательно колеблется. 

Учитель: Запишите  в тетрадь: «Всякое звучащее тело колеблется»

Но любое ли колеблющееся тело является источником звука?

Опыт 4. Рассмотрим колеблющийся маятник. Звука нет. Почему? Потому что частота маленькая. Перестанет звучать и металлическая линейка, если переместить её в тисках вверх и тем самым удлинить свободный конец.

Вывод: Не всякое колеблющееся тело звучит.

Запишите вывод в тетрадь.

Слайд №7

Учитель: Исследования показали, что человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания в пределах от 16 Гц до 20000Гц. Колебания этого диапазона частот называются звуковыми. Но указанные границы диапазона несколько условны, т.к. зависит от индивидуальных особенностей слухового аппарата, от возраста людей. Обычно с возрастом верхняя частотная граница воспринимаемых звуков значительно понижается – некоторые пожилые люди могут слышать звуки с частотами, не превышающими 6000 Гц. Дети же, наоборот, могут воспринимать звуки, частота которых несколько больше 20000 Гц.

  1. Диапазон частот – ультразвук, инфразвук.

Слайд №8

Частота, Гц

       Название

Что порождает

Восприятие

 человеком

От 16 и ниже

      Инфразвук

    Шум атмосферы, моря,  

   сотрясения земной коры

       Не слышимы

16-20000

Звук

       Колеблющиеся тела

        Слышимы

2х10 - 10

     Ультразвук

Колеблющиеся с  

    большой частотой тела

       Не слышимы

10 - 10

       Гиперзвук

   Сверхвысокочастотные

          колебания тел

       Не слышимы

Слайд № 9

Механические колебания, частота которых превышает 20000 Гц, называются ультразвуковыми. Собаки, например, могут слышать звуки частотой до 60000Гц, летучие мыши – до 150000Гц, а дельфины – до 200000Гц.

Слайд № 10

 Механические колебания с частотами менее 20 Гц  называются  инфразвуковыми. Некоторые насекомые имеют слуховой аппарат, чувствительный к инфразвуку. Например,  кузнечики воспринимают частоты от 10Гц, а сверчки – от 2Гц.  

Учитель: Инфразвук и ультразвук человек не воспринимает, а некоторые животные могут их слышать.      Давайте послушаем сообщение об ультразвуке и инфразвуке и их применении (Приложение 1,2).

     

Работа с учебником: рисунок 143 на странице 183 учебника. Диапазон частот длины волны.

5. Искусственные и естественные источники звука.

Слайд № 11

Учитель: Среди источников звука есть:

  • Естественные

                      (голос, шелест листьев, шум прибоя и др.)

  • Искусственные

                      (камертон, струна, колокол, мембрана и др.)

      Общим во всех случаях является их происхождение. Колебания тел порождают колебания воздуха.

6. Распространение звука в упругой среде.

Учитель: Мы воспринимаем звуки, находясь на расстоянии от их источников. Обычно звук доходит до нас по воздуху. Сжатие и разрежение воздуха достигают нашего уха и приводят барабанную перепонку в колебательное движение. В результате у нас возникают определённые слуховые ощущения.

      Т.о., воздух служит передающей средой, т.е. веществом, в котором звук распространяется от источника к приёмнику, в частности к нашему уху.

Работа с учебником: Рассмотрим следующий опыт – страница 128 учебника, рисунок 77.

      Под колокол воздушного насоса поместили часы-будильник. Пока в колоколе находится воздух, звук звонка мы слышим ясно. При откачивании воздуха из-под колокола звук постепенно слабеет и, наконец, становится неслышимым. Без передающей среды колебания не могут распространяться, и звук не доходит до нашего уха. Впустим под колокол воздух и снова услышим звон.

      Хорошо проводят звуки упругие вещества, например металлы, древесина, жидкости, газы.

      Положим на один конец деревянной доски карманные часы, а сами отойдём к другому концу. Приложив ухо к доске, мы ясно услышим ход часов.

     Мягкие и пористые тела – плохие проводники звука. Такие материалы, как войлок, прессованную пробку, пенопласт, используют для защиты помещения от проникновения посторонних звуков.

    Вывод: звук распространяется в любой упругой среде - твердой, жидкой и газообразной, но не может распространяться в пространстве, где нет вещества.

      Звук – это упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях, твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных. 

Запишите выводы в тетрадь.

7. Как слышит человек, животные, насекомые.

 Учитель: А как слышит человек? Посмотрим на плакат «Анализатор слуха».

 Воздух, которым мы дышим, выходит из легких через дыхательные пути в гортань, где находятся голосовые связки. Под давлением выдыхаемого воздуха они начинают колебаться. Роль резонатора играют полости рта, носа, а также груди. Для членораздельной речи кроме голосовых связок необходимы также язык, губы, щеки, мягкое нёбо и надгортанник.

Итак, мы выяснили, что такое звук и каковы его источники.

А теперь выясним, как звук воспринимается животными и насекомыми.

Сообщение ученика (Приложение 3).

- Так как же слышит кузнечик?

- А как слышат насекомые?

- А чем слышат рыбы?

- А лягушки?

- А змеи?

- А как слышат птицы?

Учитель: А знаете ли вы…

- Когда растению становится трудно добывать воду из пересохшей почвы, стебель растения начинает издавать ультразвуковые шумы.

- Звук храпа может достигать 69 децибел, что сравнимо со звуком отбойного молотка.

- Звук, издаваемый синим китом громче, чем  звук стартующей ракеты.

- Рыбы могут издавать звуки с помощью зубов, воздушного пузыря, хвоста. Пескари – пищат, лещи – издают булькающие звуки.

- В результате движения слоев песка Гавайских островов звучание песка напоминает лай собаки. Это единственные звучащие пески, состоящие не из кварца.

8. Скорость звука в различных средах.

Слайд № 13

Учитель: Процесс распространения звука представляет собой волну. Впервые это предположение сделал знаменитый английский физик Исаак Ньютон (1643 –1727).

      Звук (звуковые волны) - это упругие волны, способные вызвать у человека слуховые ощущения.    

     Звук – это продольная волна.

      Т.к., звуковые колебания происходят вдоль направления распространения волны.

      Запишите вывод в тетрадь: Звук – это продольная волна с частотой от 16Гц до 20000Гц.

      Одной из характеристик звука является громкость, которая зависит от амплитуды колебаний и измеряется в белах(Б) или децибелах(дБ). Давайте послушаем сообщение о шуме как об экологическом факторе (Приложение 4)

      Звуковая волна, как и любые другие механические волны, распространяются в пространстве не мгновенно, а с определённой скоростью.

Откройте таблицу 2 в учебнике на странице 130. Давайте рассмотрим таблицу Скорость звука в различных веществах. (Приложение 5).   

Вывод: Скорость звука зависит от свойств среды,  в которой распространяется звук.

     В воздухе при повышении температуры на 1 °С скорость звука возрастает приблизительно на 0,6 м/с.  

Слайд № 15  

     Звук - это волна, поэтому для определения скорости звука помимо формулы:

                                                             ,

можно воспользоваться известными  формулами:

5. Эмоциональная разгрузка

Давайте  немного отдохнем  и посмотрим демонстрация учащимися простых опытов со звуком.

1. «Поющий бокал». Мокрой подушечкой указательного пальца провести по торцу тонкого стакана, заполненного жидкостью, и стакан «запоет».

(При движении пальца по бокалу кожа то зацепляется за стекло, то проскальзывает по его поверхности. При этом возникают упругие деформации стакана, сопровождаемые звуком. А так как бокал — твердое тело, имеющее полость, то он является резонатором, усиливающим звук. Высота звука зависит от размеров резонатора).

2. «Проследи, как распространяется звук».

Опыт проводится с пластиковой бутылкой, у которой срезана нижняя часть и закрыта куском пакета или пленки, прикрепленного с помощью резинки. Если кончиками пальцев стукнуть по пленке, то пламя свечи около горлышка бутылки погаснет.

(Ударяя по натянутой пленке, вызывается сотрясение маленьких частиц воздуха, находящихся возле пленки внутри бутылки. Эти колеблющиеся частички передают колебания все дальше и дальше следующим частичкам.. Так звуковые колебания проходят через всю бутылку и гасят пламя).

6. Закрепление новых знаний

Учитель: Отдохнули? А теперь применим полученные на уроке знания – порешаем интересные задачи.

Слайд № 14

1. Какой прибор был изобретён для настройки музыкальных инструментов?

(Для настройки музыкальных инструментов был изобретён камертон. Он способен издавать звук одной частоты.)

2. Доставляет ли комфорт человеку абсолютная тишина?  

(Абсолютная тишина нам не подходит, поскольку держит нервную систему в постоянном напряжении. Начинают беспокоить удары сердца, пульс, дыхание и даже шорох ресниц.)

3. В каких средах звук распространяется быстрее всего. А в каких медленнее?

(В газах звук распространяется медленнее, чем в других средах. В жидкостях звук распространяется быстрее. В твёрдых телах звук распространяется быстрее всего.)

4. …Вдруг гром грянул, свет блеснул в тумане,
   Лампада гаснет, дым бежит…   А.С.Пушкин

О каком явлении идет речь в отрывке А.С.Пушкина?

А что сначала: мы слышим гром или видим блеск молнии?

(Речь идет о грозе, грозовом разряде. Источником грома во время грозы является  мощный электрический разряд. Рядом с каналом грозового разряда воздух нагревается до высокой температуры и его расширение приводит к образованию ударной волны. Это волна постепенно переходит в звуковые колебания. Мы сначала видим блеск молнии, т.к.световая волна (блеск молнии) распространяется со скоростью света – 8 км/с, а звуковая волна(гром) со скоростью 340 м/с).

  1. Почему после снегопада становится так тихо?

(Между пушинками свежевыпавшего снега существуют маленькие полости, которые поглощают звук так же, как современные звукопоглощающие покрытия).

  1. Почему неполный чайник перед закипанием воды «шумит» сильнее, чем полный?

(Воздушная полость в чайнике служит резонатором для звуков).

7. Какой кирпич – пористый или обычный – обеспечивает лучшую звукоизоляцию? Почему?

( Пористый кирпич обеспечивает лучшую звукоизоляцию, т.к. звук в его порах быстро затухает).

  1. На каком расстоянии от корабля находится айсберг, если посланный гидролокатором ультразвуковой сигнал был принят обратно через 3 секунды?

Давайте проверим как хорошо вы усвоили  тему урока, проведем физический диктант (Приложение 6).

7. Подведение итогов урока, выставление оценок.

Учитель: Ребята, сейчас я вам раздам карточки, которые вам нужно будет заполнить, и я узнаю, как вы усвоили урок (Приложение 7).

Итак, сегодня на уроке мы познакомились с физической природой звука,  выяснили, какие источники звука бывают, узнали, как слышат животные и человек, закрепили решением задач.

Учитель выставляет оценки с комментированием их.

Слайд №24

8. Задание на дом

Учитель задаёт домашнее задание и комментирует его.

§§ 34,37,38. Упр.32.                                 Создать презентации(на выбор):

                                                                    1.  Звук в живой природе.

                                                                    2.  Ультразвук и его применение.

Приложение 1

Ультразвук

      Среди представителей животного мира встречаются виды, которые могут ориентироваться в пространстве с необычайной точностью. Например, летучие мыши могут легко обнаружить проволоку диаметром менее 0,3 мм, несмотря на то, что она дает слабый отраженный сигнал. Дельфины-афалины могут обнаруживать рыб, служащих им пищей, а также различать их вид на расстоянии до 3 км. Причиной подобного явления служат особенности локационного аппарата этих животных. Дело в том, что диапазон частот акустических колебаний, создаваемых этими животными, гораздо шире, чем у человека (у летучих мышей от 30 Гц до 100 кГц, у дельфинов - от нескольких сотен герц до 170 кГц). Подобные неслышимые человеческим ухом колебания с частотами более 20 кГц называются ультразвуком.

      Чувствительные приемники показали, что ультразвук присутствует в шуме ветра и водопада, в звуках, производимых живыми существами.

 Выяснилось, что многие насекомые воспринимают ультразвук (сверчки, цикады, кузнечики). Восприятие ультразвука в диапазоне частот до 100 кГц обнаружено у многих грызунов. Известно, что и собаки слышат такие колебания. Этим пользуются при подаче служебным собакам сигналов, которых не слышат окружающие люди.

Применение ультразвука

      Метод определения расстояний до различных предметов и обнаружение месторасположения с  помощью звуковых волн  называется эхолокацией.                                                                                                            

      Ультразвук называют дробящим звуком, так как его действие приводит к образованию эмульсий (если раздробленное вещество - жидкость) или суспензий (если раздробленное вещество - твердое тело). При помощи ультразвука можно смешать масло с водой, ртуть с водой. Это свойство ультразвука используют в фармакологии для приготовления лекарственных препаратов.

      Ультразвук оказывает значительное физиологическое воздействие на живые организмы. Например, воздействие ультразвуком на семена некоторых растений стимулирует их развитие и увеличивает урожайность. С другой стороны, некоторые организмы (инфузории, головастики) погибают под

 действием ультразвукового излучения.                      

      УЗИ (ультразвуковое исследование) микроструктуры органов и тканей позволяет выявить многие патологии на ранних стадиях заболеваний.

      Успешно применяется ультразвуковая хирургия. В ортопедии, например, проводится безоскодочная резка и сварка костей.

      Ультразвук нашел применение в глазной хирургии при высокоточных операциях на хрусталике. УЗИ используется при наблюдении за состоянием плода за несколько месяцев до рождения. Подобная методика позволяет с известной степенью точности определить пол будущего ребенка и проследить за всеми стадиями его развития.

      При помощи ультразвука осуществляется неразрушающий контроль изделий из твердых материалов, звуковидение. Важную роль играет ультразвук и в гидроакустике, поскольку звук является единственным видом волн, хорошо распространяющихся в морской воде.

 Приложение 2

Инфразвук

     Жители морских побережий давно заметили, что многие морские птицы и животные заблаговременно узнают о приближении шторма. Дельфины заплывают за скалы, пингвины ложатся на снег и вытягивают свои клювы в направлении, в котором должна прийти метель, медузы задолго до приближения шторма спешат укрыться на большой глубине. Причина этих и подобных явлений кроется в том, что некоторые животные способны улавливать недоступные уху человека инфразвуковые колебания. Инфразвук - звук частотой ниже 16 Гц. В природе инфразвук возникает из-за вихревого движения воздуха в атмосфере или в результате медленных колебаний различных тел. Из-за малого поглощения и рассеяния инфразвук может распро­страняться на огромные расстояния. Известно, что звуки извержений вулканов, атомных взрывов могут многократно обходить вокруг земного шара, сейсмические волны могут пересекать всю толщу Земли.                          Всякий очень громкий звук несет с собой, как правило, и инфразвуковую составляющую. При этом инфразвук с высоким уровнем интенсивности оказывает вредное воздействие на человеческий организм. При воздействии инфразвука на частотах 4-8 Гц человек ощущает перемещение внутренних органов, на частотах 12 Гц - приступ морской болезни.

Применение инфразвука

     Вместе с тем инфразвук вследствие большой дальности распространения нашел полезное применение при определении места извержения вулканов или взрыва, при исследовании океанической среды и верхних слоев атмосферы. Анализ инфразвукового измерения подводных извержений позволяет предсказать цунами за 15 часов до наступления шторма.

  Приложение 3

Как звук воспринимается животными и насекомыми

   Каждый из вас бывал в лесу, и вы слышали, что все вокруг заполнено звуками. Без ушей в лесу не прожить. Уши помогают найти друзей, спастись от врагов, поймать добычу. Каждое животное слышит по-разному.

    У кузнечика уши не на привычном для нас месте – не на голове, а на ногах слуховой орган кузнечика расположен на голени, чуть ниже “колена”. Две узенькие щелочки ведут во внутреннюю довольно обширную полость, в которой расположен, так называемый, тимпанальный орган. Он построен по типу нашей перепонки, колебания которой передаются к слуховым нервам.

   У многих бабочек, мотыльков, у цикад, саранчи и некоторых водяных клопов, они располагаются по обеим сторонам, сразу же за грудкой или на самой грудке.

   В основании усиков насекомых, находятся особые джонстоновые органы. Контролирующие полет, регистрацию скорости и направление, но у комаров джонстоновые органы воспринимают и звук. Усик вибрирует в унисон со звуковыми колебаниями определенного тона. Джостонов орган возбуждает и передает в мозг соответствующие сигналы. И так у комаров, мух, пчел, усики построены так, что могут чувствовать звуки. Значит, эти насекомые слушают свои песни не ушами, а усами!

    Нет ушей и лягушек. Ухо лягушки – это круглые отверстия, так же затянуты барабанной перепонкой. От звука она дрожит, и эту дрожь чувствуют специальные слуховые нервы лягушки. При издавании звуков горло лягушки оттягивается, что способствует усилению звука. Кроме внутреннего, у амфибий появляется еще и среднее ухо. Появляется и первая слуховая косточка – стремечко.

    Поговорка «нем как рыба» оказалась опровергнутой. Рыбы очень общительны. Звуки одних рыб напоминают свистки футбольных судей, других – стрельбу из винтовки или пистолета, а кое-кто шумит, словно мотоцикл, или издает хлопки. Одна лишь акула всегда молчит.

    А вот змеи практически глухие. Среднее ухо у них упрощено, наружное ушное отверстие и барабанная перепонка отсутствуют. Зато они всем своим телом чувствуют сотрясение земли под ногами идущего человека – поэтому и кажется, что они его слышат.

    Многие птицы очень хорошо слышат. Барабанная перепонка располагается у них не на поверхности головы, а на дне особого слухового прохода, наружное отверстие которого иногда бывает, окружено кожными складками - предшественниками наружного уха. Среднее ухо содержит единственную слуховую косточку - стремечко. У птиц, по сравнению с предшествующими группами, значительно лучше развита улитка. Тонкий слух и способность дифференцировать звуковые сигналы хорошо согласуется со способностью птиц издавать разнообразные звуки, несущие определенную информацию.

     У всех млекопитающих слух очень развит, у них появляется наружная раковина. Поразительно работают уши у собаки. Она, например, может слышать звуки, которые более чем в 100 раз тише: уровень их приближается к уровню шумов теплового движения молекул воздуха.

Приложение 4

Шум и борьба с ним

     По действию, производимому на нас, все звуки делятся на музыкальные звуки и шумы. Чем они отличаются друг от друга? Чистый музыкальный звук всегда имеет определенную частоту. Шум – это множество самых различных, одновременно несущихся звуков.

    Шум (особенно громкий) вредно отражается на здоровье и трудоспособности людей. Продолжительное действие шума вызывает утомление. В природе громкие звуки редки. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение. Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, шум прибоя приятны человеку. Они успокаивают, снимают стресс.

     Длительный шум неблагоприятно влияет на органы слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток.

    Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах:. 20-30 децибел – безвредно для здоровья

 80 – допустимая граница

 130 – вызывает у человека болевые ощущения в ухе и даже чувствует кожей

 150 – непереносимость ( в средние века “ казнь под колоколом”)

       Развивая технику, человек заменяет труд человека работой машин. А это влечет увеличения шума. Следовательно, открываются и новые пути борьбы с ним.

      Моторы, машины закрываются оболочками, поглощающими звук. Телефонные будки обиваются прессованными плитками. Ставятся особые фундаменты.    Двойные стены, двойные или даже тройные окна. Но защититься от внешнего шума очень трудно.


Приложение 5

        


Приложение 6

Физический диктант  ученика ___________________________________________

  1. Распространяющиеся в пространстве колебания частиц среды называются…
  2. Звуковые волны распространяются в …….
  3. Продольные волны могут распространяться в ………. среде.
  4. Любые волны характеризуются……., ………, ……… .
  5. Ультразвук – это колебания с частотой………… .
  6. Инфразвук – это колебания с частотой …………. .
  7. Звук – это……………волна.
  8. Колебания,  возникающие в упругой среде с частотой от 20Гц до 20кГц, называются……………………. .
  9. Источником звука является…………….. .
  10. 2 космонавта находятся в космическом пространстве. Услышат ли они друг друга?  (да, нет)

Приложение 7

Рефлексия

Фамилия,

имя

Что знал?

Что узнал?

С чем не согласен?

Что непонятно?


Предварительный просмотр:


Подписи к слайдам:

Слайд 1

Подготовила: учитель физики Саая С.С.. Источники звука. Звуковые колебания

Слайд 2

Фронтальный опрос Что такое механические волны? Каких двух видов бывают механические волны? Чем характеризуются продольные волны? Что такое: амплитуда, период, частота, длина волны, скорость волны? 5. Какая связь существует между периодом и частотой волны? 6. Какая связь существует между длиной волны и скоростью её распространения?

Слайд 3

АКУСТИКА (от греч. akustikos – звуковой) - раздел физики, в котором изучаются звуковые явления А волны, которые воспринимаются человеческим слухом, называются акустическими или звуковыми.

Слайд 4

Звуки начали изучать ещё в далёкой древности. Первые наблюдения по акустике были проведены в VI веке до нашей эры. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы, издающей звук. В IV в. до н.э. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха, и объяснил эхо отражением звука от препятствий. В XV веке Леонардо да Винчи сформулировал принцип независимости звуковых волн от различных источников. История изучения звуков

Слайд 5

Мы живем в мире звуков, которые позволяют нам получать информацию о том, что происходит вокруг. Мир, в котором мы живем, полон всевозможных звуков. Шелест листвы, раскаты грома, шум морского прибоя, свист ветра, звериное рычание, пение птиц... Эти звуки слышал еще древний человек.

Слайд 6

Камертон представляет собой металлическую «рогатку», укрепленную на ящичке, у которого нет одной стенки. Если специальным резиновым молоточком ударить по «ножкам» камертона, то он будет издавать звук, называемый музыкальным тоном. Камертон был изобретен в 18 веке для настройки музыкальных инструментов.

Слайд 7

Колебания стенок стакана после удара молоточком Колокол Погремушки Камертоны Источники звука Источник звука – это любое тело, совершающее колебания с частотой от 16 до 20000 Гц .

Слайд 8

Диапазон звука Частота, Гц Название Что порождает Восприятие человеком От 16 и ниже Инфразвук Шум атмосферы, моря, сотрясения земной коры Не слышимы 16-20000 Звук Колеблющиеся тела Слышимы 2х10 4 - 10 9 Ультразвук Колеблющиеся с большой частотой тела Не слышимы 10 9 - 10 13 Гиперзвук Сверхвысокочастотные колебания тел Не слышимы

Слайд 9

Ультразвук - Частота более 20000Гц

Слайд 10

Инфразвук - Частота менее 16 Гц

Слайд 11

Источники звука Общим во всех случаях является их происхождение. Колебания тел порождают колебания воздуха . Естественные (голос, шелест листьев, шум прибоя и др.) Искусственные (камертон, струна, колокол, мембрана и др.)

Слайд 12

Звук – распространяющиеся в упругих средах, газах, жидкостях и твердых телах механические колебания, воспринимаемые ухом. Звук (звуковые волны) – это упругие волны, способные вызвать у человека слуховые ощущения. Процесс распространения звука также представляет собой волну. Впервые это предположение сделал знаменитый английский физик Исаак Ньютон (1643–1727).

Слайд 13

Если звук – это волна, то для определения скорости звука, помимо формулы , можно воспользоваться известными формулами:

Слайд 14

Какой прибор был изобретён для настройки музыкальных инструментов? (Для настройки музыкальных инструментов был изобретён камертон. Он способен издавать звук одной частоты.) 2. Доставляет ли комфорт человеку абсолютная тишина? (Абсолютная тишина нам не подходит, поскольку держит нервную систему в постоянном напряжении. Начинают беспокоить удары сердца, пульс, дыхание и даже шорох ресниц.) 3. В каких средах звук распространяется быстрее всего. А в каких медленнее? Закрепление (В газах звук распространяется медленнее, чем в других средах. В жидкостях звук распространяется быстрее. В твёрдых телах звук распространяется быстрее всего.)

Слайд 15

Домашнее задание: 1 уровень - §§ 34,37,38. Упр.32. 2 уровень - §§ 34,37,38. Упр.32. + Создать презентации: 1. Звук в живой природе. 2. Ультразвук и его применение. 3. Эхолокация в природе и технике. 4. Инфразвук.


Предварительный просмотр:

Предварительный просмотр:


Подписи к слайдам:

Слайд 1

16.05.2017г Обобщающий урок: «Давление твердых тел, жидкостей и газов»

Слайд 3

1. Манометр 2. Барометр 3. Ареометр 4. Мензурка 5. Сообщающиеся сосуды

Слайд 4

1. Манометр 2. Барометр 3. Ареометр 4. Менз у рка 5. Сообщающиеся сосуды

Слайд 5

1. Мано м етр 2. Барометр 3. Ареометр 4. Менз у рка 5. Сообщающиеся сосуды

Слайд 6

1. Мано м етр 2. Баром е тр 3. Ареометр 4. Менз у рка 5. Сообщающиеся сосуды

Слайд 7

1. Мано м етр 2. Баром ет р 3. Ареометр 4. Ме н з у рка 5. Сообщающиеся сосуды

Слайд 8

1. Мано м етр 2. Баром е тр 3. Ареометр 4. Ме нзу рка 5. Сообщающ и еся сосуды

Слайд 9

1. Мано м етр 2. Баром е тр 3. Ар е ометр 4. Ме нзу рка 5. Сообщающ и еся сосуды

Слайд 11

Давление: чем меньше площадь острия шила, тем большее давление можно создать, а значит легче будет шить. О какой физической величине должен помнить папа, готовя шило для ремонта обуви?

Слайд 12

Плотность морской воды больше пресной, поэтому в море на человека действует большая выталкивающая сила. Почему держаться на поверхности воды в море значительно легче, чем в реке?

Слайд 13

Так как температура уменьшается - объём воздуха уменьшается, давление воздуха внутри уменьшается. Почему мяч, вынесенный из комнаты на улицу зимой, становится слабо надутым?

Слайд 14

Так как давление по закону Паскаля по всем направлениям передаётся одинаково Почему мыльные пузыри имеют форму шара?

Слайд 16

Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называется…

Слайд 17

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм. при температуре 0 0 С, называется…

Слайд 18

Если сила тяжести больше архимедовой силы, то тело будет…

Слайд 19

Для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый…

Слайд 20

Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называют …

Слайд 21

Древнегреческий ученый, физик. Установил правило рычага, открыл закон гидростатики.



Предварительный просмотр:

Эксперимент №1

 Вам даны:  деревянный брусок с крючком, линейка, динамометр. Определите наименьшее давление, оказываемое бруском на поверхность стола.

Порядок выполнения работы:

1. Измерьте силу давления бруска на стол (вес бруска). Измерения и вычисления производите в системе СИ.

2. Измерьте длину, ширину бруска. Используя полученные данные, вычислите площадь.

3. Рассчитайте давление, которое производит брусок на стол наибольшей гранью. 

После выполнения задания сообщить результат и кратко рассказать, как он был получен.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Эксперимент №2

    Вам даны: сосуд с водой, груз, динамометр. Определите объём груза (в см3).

Порядок выполнения работы:

1. Измерьте вес тела (Р1) в воздухе. Запишите показания.

2.  К динамометру подвесьте груз и погрузите в сосуд с водой. Измерьте вес тела (Р2) в воде. Вычислите FА= Р1 - Р2.

3. Применив закон Архимеда , определите объем груза (Vт) по формуле  .       (Плотность воды принять ).



Предварительный просмотр:

                           

    Урок физики в 8-м классе по теме

 "Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля–Ленца"

Цели урока:

  • объяснить явление нагревания проводников электрическим током;
  • установить зависимость выделяющейся при этом тепловой энергии от параметров электрической цепи;
  • сформулировать закон Джоуля – Ленца;
  • формировать умение применять этот закон для решения качественных и количественных задач.

Тип урока: комбинированный.

Задачи урока. 

  • Образовательные:
  • опираясь на знания, полученные ранее, аналитически установить связь выделяющейся тепловой энергии на проводнике с силой тока и сопротивлением проводника;
  • анализируя опыты, установить эту же зависимость;
  • опираясь на известные формулы, теоретически определить количество теплоты, выделяющейся на проводнике с током;
  • подтвердить полученные выводы результатами экспериментов;
  • сформулировать закон Джоуля – Ленца;
  • формировать умение применять этот закон для решения задач.
  • Воспитательные:
  • содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира;
  • формировать умение работать в группах, уважительно относиться друг к другу, прислушиваться к мнению товарищей;
  • побуждать использовать полученные на уроках знания в повседневной жизни.
  • Развивающие:
  • показать учащимся различные пути и методы получения знаний об окружающем нас мире;
  • формировать умение обобщать и анализировать опытный материал,  самостоятельно делать выводы.

Оборудование: компьютер, презентация к уроку, источник тока гальванический элемент  ( батарейки), провода соединительные, электрические низковольтовые лампочки 2 шт. разные по мощности, ключ, реостат лабораторный;  электроплитка, утюг, электрический чайник, настольная лампа, электрическая дрель, кипятильник, модель кристаллической решетки.

Демонстрации: 1.  нагревание спирали электрической плитки, изменяя сопротивление с помощью реостата

.

Ход урока:

  1. Организационный момент.

1. Анализ выполнения лабораторной работы (домашнего задания)

1.1. На дом что было задано?- заполнить таблицу в тетради: выписать все электроприборы, имеющиеся в доме, их мощность, время работы часто используемых приборов, примерный суточный расход электрической энергии, стоимость этой энергии: (слайд 2)

Прибор

Мощность прибора, Вт

Время работы в день, ч

Суточный расход эл.энергии, кВтч

Стоимость этой энергии
 руб.

Холодильник

800

 

 

 

Телевизор

80

 

 

 

Магнитофон

50

 

 

 

Эл. Печь

5600

 

 

 

Микровол.печь

2800

 

 

 

Эл. Чайник

2000

 

 

 

Эл. Утюг

1000

 

 

 

Пылесос

600

 

 

 

Анализируя полученную таблицу, ответить на вопросы:

  1. Какие данные таблицы, заполненной одноклассниками, вас интересуют?
  2. Какой прибор потребляет больше энергии за 1с?
  3. Какие приборы, используемые в вашем доме, оказались наиболее энергоемкими?
  4. Каков средний суточный расход электроэнергии в вашем доме?  

(слайд 3)

  1. Как выразить работу тока за некоторое время?               ( А=U*I*t )
  2. Как рассчитать мощность электрического тока?             ( Р=U*I )
  3. Как формулируется закон Ома? (Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.)
  4. Формула определения силы тока, напряжения,  расчет сопротивления проводника.
  5. Что представляет собой электрический ток в металлах? (Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов )    (  вопросы 5-8 по карточкам-формулам)

 ( слайд 4)  Вам даны утверждения. В столбике ДО ставите «+», если вы согласны с утверждением, или «-», если не согласны.                                                                                                                                                  Чтобы принять решение, учитываете свой личный опыт, знания и убеждения.    

ДО

утверждения

После

В результате работы электрического тока внутренняя энергия проводника увеличивается.

Электрический ток нагревает проводник.

В неподвижных металлических проводниках вся работа    идет на увеличение их внутренней энергии.

Количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток равно работе электрического тока.

 Нагревание проводника зависит от силы тока в этом проводнике.

Количество теплоты,  которое выделяется проводником зависит от сопротивления проводника.

Отметили ?? «Спасибо».

1.2  На демонстрационном столе находятся электроприборы: утюг, электроплитка, электрическая лампа, электрическая дрель, электрический чайник.
Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний.

Чем вы руководствовались, делая выбор?
Какими приборами можно дополнить оставшиеся на столе? Отметьте их в своей таблице.

2. Постановка задачи-цели урока

Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?  (Тепловое.  Они преобразуют электрическую энергию в энергию тепловую – это нагревательные приборы.) 
Демонстрация 1. нагревание спирали электрической плитки, изменяя сопротивление с помощью реостата

  Сегодня на уроке мы совместными усилиями установим, от чего зависит количество тепловой энергии, выделяющейся на проводнике, по которому идет ток. Выведем и сформулируем закон, установленный в 1841-1842гг. ( еще 173 года тому назад.) (слайд 4)

ученики распределяются по разным углам в зависимости от выбранного ими варианта ответа:«практики», «теоретики»  и «рассудительные люди»

Работать будем в группах: «практики», «теоретики»  и «рассудительные люди». Все это мы сделаем, опираясь на знания, полученные на уроках ранее, и на опыты и эксперименты, которые проведем сегодня.. Каждая группа получает свое задание, на выполнение которого ей отводится не более 8 минут (мозговой штурм)

3. Введение нового материала

3. 1. Актуализация усвоенных знаний и выдвижение гипотезы («рассудительные люди»)

Прежде всего попытаемся разобраться в причинах нагревания проводника, но все по порядку.

Выяснить, почему проводники нагреваются? (слайд 6)
Вопросы классу, «рассудительным людям»:

  1. Что такое электрический ток? Определение.
  2. Величина, характеризующая электрический ток.
  3. Что происходит с электронами при их движении внутри проводника ( объяснить, используя модель кристаллической решетки)? слайд 6

ОТВЕТ: Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение

электронов. Провод - это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь»

между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам, заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия

ионов увеличивается, следовательно увеличивается внутренняя энергия проводника, и следовательно его температура. А это и значит что, проводник нагревается.

4.От каких величин зависит нагревание проводника?

  В результате рассуждений приходим к тому, что количество теплоты, выделяющейся на проводнике ( Q ), зависит от наличия тока и его величины ( I ), тогда можно записать  Q ~ I

Вывод запишем на доске 1.

3. 2. Анализ результатов опытов («практики»)

Наблюдатели, что удалось установить вам, что вы заметили, выполняя задания?

1 группа «практиков»  работает  с электрической цепью, изображенной на рисунке 1. В первом случая удалось установить, что ярче горела та лампочка, у которой сопротивление больше, значит, и большая тепловая энергия выделялась.                                                                                                                            Вывод: количество теплоты (Q) зависит от сопротивления проводника ( R )     Q ~ R.

Группа 2 «практиков» работает  с цепью рисунка 2.

Во втором случае стало ясно, что при изменении силы тока в цепи, менялся и накал лампочки, значит выделяющаяся тепловая энергия ( Q ) зависит от силы тока ( I )    Q ~ I.

Выводы запишем на доске 2: Q ~ ( R, I )

3.3. Вывод  «теоретиков»

Послушаем, к какому выводу пришли наши «теоретики», опираясь в своих рассуждениях на известные формулы и закономерности.

Знаем, что электрическое поле совершает работу ( A ) при перемещении заряда внутри проводника. А работа является мерой изменения энергии, значит, согласно закону сохранения энергии, при протекании тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую  ( Q ).

Формулы позволяют выразить найденные закономерности:

Q = A, где  A = UIt, но, из закона Ома для участка цепи следует, что  U = IR  => A = I2Rt,  таким образом количество теплоты, выделяющееся на проводнике с током, можно рассчитать по формуле  Q = I2Rt.

Таким образом мы пришли к выводу, что энергия, выделяющаяся на проводнике зависит от времени протекания тока ( t ), величины сопротивления проводника ( R ) и квадрата силы тока  ( I2 ).

Запишем вывод на доске   Q ~ I2Rt

 Обобщение, формулирование закона Джоуля – Ленца. (слайд 7)

Общими усилиями нам удалось установить, что на проводнике, по которому идет ток, выделяется тепло. Этот процесс имеет свои закономерности: (слайд 8)  количество теплоты, выделяемое проводником с током, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.    Q = I2Rt 

4. Автобиографические справки (сообщения  учеников). (слайд 9)

Q = I2Rt  –  этот закон, независимо друг от друга сформулировали в 1841 году Джоуль Джеймс Прескотт и в 1842 году Ленц Эмилий Христианович

(если что дополнить ответы учащихся: )Закон в 1831-1842 гг. был получен экспериментально двумя учеными Джоулем и Ленцем независимо друг от друга. Метод, которым пользовался Ленц был более совершенным, а результаты получены более точные. Вывод из опытов Ленц сделал на несколько лет раньше, но публикация Джоуля опередила публикацию Ленца.

 (слайд 10)

Q=I2Rt

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления  проводника и времени.  (( страница учебника____)

Q – количество теплоты - [Дж]    

I – сила тока – [A]

R – сопротивление – [Ом]

t – время – [c]

«Спасибо». Возьмите утверждения – ОТМЕТЬТЕ колонку «ПОСЛЕ».  Сравните столбики «ДО» и «ПОСЛЕ».  Изменились ли Ваши убеждения, знания???

Какие утверждения не изменились, изменились??????  

 5.Закрепление (Слайд  11

1) В чем проявляется тепловое действие тока?

(В нагревании проводника)

2) Как можно объяснить нагревание проводника с  током?

(Движущиеся электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им свою энергию)    

3) Какие превращения энергии происходят при   протекании тока через проводник?

(Электрическая энергия превращается во внутреннюю)

4) Как по закону Джоуля – Ленца рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике?

                                   (Q=I²Rt)

(Слайд 12)      Решение задач       1.Определить количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 35 Ом, в течении 5 минут. Сила тока в проводнике 5 А.

2.Почему провода, подводящие электрический ток к нагревательному элементу сами нагреваются не так сильно, как нагревательные элементы приборов?

6.Итог работы.

 7.   Домашнее задание:    §53 вопр., знать закон, упр. 27(1),

РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

___________________________________________________________________________________

Вопросы  «рассудительным людям»:

1.Что такое электрический ток? Определение.

2. Величина, характеризующая электрический ток.

3.Что происходит с электронами при их движении внутри проводника   объяснить, используя модель кристаллической решетки)?

4.От каких величин зависит нагревание проводника?

Задание для «ТЕОРЕТИКОВ»:

Вывод формулы Q=A .

Мы  знаем формулу работы электрического тока А=_________.

В неподвижном проводнике вся работа тока идет лишь на нагревание проводников, т.е.  на то чтобы _______________ внутренняя энергия.

Из закона  Ома для участка цепи_______________ следует U=________.

Тогда подставив  формулы работы, получаем  

Вывод: Q=____________________________

   Вам даны утверждения. В столбике ДО ставите «+», если вы согласны с утверждением, или «-», если не согласны.                                                                                                                                                  Чтобы принять решение, учитываете свой личный опыт, знания и убеждения.    

ДО

утверждения

После

В результате работы электрического тока внутренняя энергия проводника увеличивается.

Электрический ток нагревает проводник.

В неподвижных металлических проводниках вся работа    идет на увеличение их внутренней энергии.

Количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток равно работе электрического тока.

 Нагревание проводника зависит от силы тока в этом проводнике.

Количество теплоты,  которое выделяется проводником зависит от сопротивления проводника.

СООБЩЕНИЯ учащихся

Джеймс Прескотт Джоуль

Родился Джоуль в Манчестере 24 декабря 1818 года, по профессии был пивоваром. Первые работы Джоуля в физике связаны с изобретением электромагнитных аппаратов, которые были ярким примером превращаемости физических сил. Джоуль был прекрасным экспериментатором. Исследуя законы выделения теплоты электрическим током, он понял, что опыты с гальваническими источниками не дают возможности ответить на вопрос, какой вклад в нагрев проводника вносит переносимая теплота химических реакций, а какой сам ток. В результате многочисленных опытов, Джоуль пришел к выводу, что теплоту можно получать с помощью механических сил. Джоуль внес большой вклад в кинетическую теорию газов, открыв вместе с Томсоном эффект изменения температуры газа при его расширении. Из работ Джоуля непосредственно следовало, что теплота не является веществом, что она состоит в движении частиц. Все это способствовало утверждению и признанию закона сохранения и превращения энергии.

Эмилий Христианович Ленц

Эмилий Ленц родился 24 февраля 1804 года в семье чиновника в Дерпте (ныне Тарту) в Эстонии. Благодаря усилиям матери он успешно окончил гимназию и поступил в университет.

Научная деятельность Ленца началась рано: после второго курса университета он по рекомендации ректора в качестве физика научной экспедиции отправился в кругосветное плавание.

Э. Х. Ленц заложил основы первой в России научной школы физиков-электротехников, из которой впоследствии вышли такие ученые, как А. С. Попов, Ф. Ф. Петрушевский и др.

В 1843 году Ленц после проведения экспериментов независимо от Джоуля приходит к установлению закона теплового действия тока. На основании 16 серий измерений Ленц в статье «О законах выделения тепла гальваническим током» сделал следующий вывод: нагревание проволоки гальваническим током пропорционально ее сопротивлению и квадрату силы тока



Предварительный просмотр:

 Тема урока «Импульс тела. Закон сохранения импульса»

Дата: 27 ноября 2018г

Класс: 9 «В» класс

Цели урока: узнать о законе сохранения импульса и освоить алгоритм решения задач.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Задачи: 

Образовательные: формировать понятия “импульс тела”, “импульс силы”, умение применять их к анализу явления взаимодействия тел в простейших случаях; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса.

Развивающие: формировать ИКТ-компетентность, умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, навыки поисковой познавательной деятельности, способность к самоанализу.

Воспитательные: формировать исторический взгляд на развитие физики как науки; способствовать формированию межличностного общения в процессе работы; вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету.

Оборудование: металлические шарики на нитях, тележки демонстрационные, грузы.

Средства обучения: интерактивная доска, презентация урока, учебное электронное пособие Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий, карточки

План урока.

  1. Организационный этап (1мин)
  2.  Повторение изученного материала. (10 мин)
  3. Актуализация знаний, мотивация и целеполагание (5мин)
  4. Изучение нового материала(10мин)
  5. Закрепление. (10мин.)
  1. Решение задач 
  2. Объяснение  проявления закона сохранения в живой природе и на практике 
  1. Рефлексия (8мин)
  2. Домашнее задание (1мин)

 Организационный этап (1мин)

 Подготовка учащихся к работе на уроке.

 Повторение изученного материала. (10 мин)

Вопросы: (дети отвечают устно, по желанию) (слайд2)

1. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на землю?

2. Что надо сделать с физическим телом, чтобы оно стало спутником земли?

3. Формула для расчета первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли.

4. Как движется спутник, обладающий второй космической скоростью?

5. Как движется спутник обладающий, третьей космической скоростью?

Тестовое задание. (Тесты оформлены в двух вариантах на карточках, после выполнения проводится взаимоконтроль, учащиеся обмениваются тетрадями и сверяют правильность ответов записанных на слайде3 )

Тест на тему: “Закон всемирного тяготения. Движение тела по окружности”

Вариант 1.

1. Автомобиль движется на повороте по круговой траектории радиусом 20м с постоянной по модулю скоростью 10 м/с. Каково ускорение автомобиля?

а) 1м/с2; б) 2м/с2; в)5м/с2; г) 0м/с2.

2. Тело движется по окружности радиусом 10м. Период его обращения равен 20с. Чему равна скорость тела?

а) 2 м/с2 ; б) м/с2; в)2 ? м/с2; г) 4 м/с2.

3. Тело движется по окружности в направлении по часовой стрелке. Как направлен вектор ускорения при таком движении тела?

 

а) 1 ; б) 2; в)3; г) 4 .

4. Две материальные точки движутся по окружности с радиусами R1=R и R2=3R с одинаковыми скоростями. Сравните их центростремительные ускорения.

а) а12 ; б) а1=2а2; в) а12/2; г) а1=3а2.

5. Гравитационная постоянная равна.

а) 9. 8 Н* м2/кг2 ; б) 9. 8 кг* м/с2; в) 6,672*10-11 Н* м2/кг2; г) 6,672*10-11 кг* м/с2

Вариант2.

1 Тело движется по окружности радиусом 10м. Период его обращения равен 20с. Чему равна скорость тела?

а) 2 м/с2; б) м/с2; в)2 м/с2; г) 4 м/с2.

2. Скорость крайних точек точильного круга радиусом 10 см равна 6 м/с. Чему равно их центростремительное ускорение?

а) 6м/с2; б) 360м/с2; в)3600м/с2; г) 36000м/с2.

3. Тело движется по окружности в направлении по часовой стрелке. Как направлен вектор ускорения при таком движении? (рис. 2)

а) 1; б) 2; в)3; г) 4 .

4. Две материальные точки движутся по окружности с радиусами R1=2R и R2=4R с одинаковыми скоростями. Сравните их центростремительные ускорения.

а) а12 ;

б) а1=2а2;

в) а12/2;

г) а1/4.

5. Из закона всемирного тяготения: все тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их…. и обратно пропорционален …..

а) сил и массе; б) масс и квадрату расстояния между ними; в) сил и квадрату расстояния между ними; г) сил и квадрату расстояния между ними.

Ответы:

Вариант1 (1в; 2б;3в; 4г; 5в. )

Вариант2 (1б; 2б;3в; 4в; 5б. )

 Актуализация знаний, мотивация и целеполагание 

Введение понятия импульса

   Зная основные законы механики, в первую очередь три закона Ньютона, казалось бы, можно решить любую задачу о движении тел. Ребята, я вам продемонстрирую опыты, а вы подумайте, можно ли в этих случаях используя только законы Ньютона решить задачи?

Проблемный эксперимент.

Опыт №1. Скатывание легкоподвижной тележки с наклонной плоскости. Она сдвигает тело, находящееся на ее пути.

Взаимодействие тележки (кратковременное столкновение тележки и тела, удар) очень мало, и поэтому силу их взаимодействия, определить трудно.

Опыт №2. Скатывание нагруженной тележки

Сдвигает тело дальше

Опыт№3 Изменения угла наклона плоскости для увеличения скорости нагруженной тележки

Тело сдвигается на большее расстояние.

Вывод:

Законы Ньютона позволяют решать задачи связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, но часто бывает очень сложно определить действующие на тело силы. Как это было в наших опытах.

Подумайте, а с помощью, каких физических величин можно охарактеризовать движение тела?

Вывод: для характеристики движения надо знать массу тела и его скорость.

Поэтому для решения задач используют еще одну важнейшую физическую величину - импульс тела.

Мы сегодня работаем по технологической карте (приложение), и всю необходимую информацию будем записывать в неё.   

     Записываем тему урока: «Импульс. Закон сохранения импульса».
Обычно закон мы изучаем по плану, вот он представлен на слайде 4:

1. Связь, между какими явлениями или величинами, характеризующими явление, выражает данный закон.

2. Формулировка закона.

3.Опыты, подтверждающие справедливость закона.

4. Применение закона на практике

   Обратите внимание на последний пункт плана и ответьте на вопрос, для чего обычно мы применяем во время урока закон?

Ответ: При решении задач.

Давайте  сформулируем  цель нашего урока.

Ответ: научиться решать задачи на закон сохранения импульса.


  Для успешного достижения цели нам необходимо выделить этапы работы. 
Как выдумаете, что необходимо знать для того, чтобы решить задачу по данной теме.

Ответ: Импульс тела. Закон сохранения импульса. План решения задач.
  Предложите этапы достижения цели. 
(Учащиеся предлагают возможные этапы)

Этапы достижения цели. (Записываются в технологическую карту)

  1. Изучить понятия: Импульс тела. Импульс силы.
  2. Изучить закон сохранения импульса.
  3. Составить алгоритм решения задач по теме «Закон сохранения импульса».

Для преодоления первого этапа необходимы источники информации. Как вы думаете, какими источниками информации вы можете воспользоваться, чтобы изучить понятия «Импульс тела».

Ответ учащихся – учебник.

 4. Изучение нового материала

– Для продуктивной работы  используйте учебник и карту, где есть опорные вопросы. (Даётся время на самостоятельную работу). 
 В технологической карте записывают определение импульса тела и формулу. Выясняют, какая эта величина: векторная или скалярная? Делают пояснительный рисунок и определяют единицу измерения импульса тела.

  После работы проводится фронтальная проверка (слайд 5)

Демонстрация эксперимента 

На нитях подвешиваются два шарика, правый отклоняют и отпускают. Вернувшись в прежнее положение и ударившись о неподвижный шарик, он останавливается. При этом левый шарик приходит в движение и отклоняется практически на тот же угол, что и отклоняли правый шар.

Импульс обладает интересным свойством, которое есть лишь у немногих физических величин. Это свойство сохранения. Но закон сохранения импульса выполняется только в замкнутой системе. Выберите, какую систему тел называют замкнутой (информация в технологической карте)

  • Система тел, для которой равнодействующая внешних сил равна нулю;
  • Система тел, для которой равнодействующая внешних сил не равна нулю;
  • Система тел, в которой два или несколько тел взаимодействуют только между собой.

Математический вывод закона сохранения импульса.  (слайд 6)

    Для преодоления второго этапа воспользуемся информацией с карты. Перед вами три формулировки закона сохранения импульса выберите, пожалуйста, наиболее удобную формулировку для решения задач.

«количеством движения… никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько же своего движения, сколько его сообщает»

Если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы сохраняется

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел

– Мы переходим к следующему этапу -  составлению алгоритма решения задач, для этого воспользуемся несколькими способами нахождения информации:

Алгоритм (слайд 7):

1.Определить какие тела входят в систему и замкнута ли она
2.Выполнить рисунки до и после взаимодействия, расставить на них направление импульса.
3.Записать закон сохранения импульса в векторной форме.
4.Найти проекцию закона на ось Ох.
5. Выразить необходимую величину.
6. Произвести числовой расчет.

Закрепление.  Решение задач. 

Задача№1.

По железнодорожному полотну движется платформа с песком массой 20т со скоростью 1м/с. Ее догоняет горизонтально летящий со скоростью 800 м/с снаряд массой 50 кг и врезается в песок без взрыва. С какой скоростью будет двигаться платформа, с застрявшем в песке снарядом?

Рисунок к задаче (слайд6)

Учитель комментирует рисунок к задаче.

Дополнительные вопросы к задаче.

В каком случае вагон уменьшит свою скорость, но сохранит направление движения? Остановится? Откатится назад? Увеличит свою скорость?

Решение №1(ученик работает у доски, учитель ему помогает)

Дано:

Си

Решение

m1= 20т

v1= 1м/с

m2= 50кг

v2=800м/с

v -?м/с

=20000кг

Рисунок схематически изобразите в технологической карте.

Используя закон сохранения импульса, запишем уравнение в векторном виде:

m1 v1+ m2 v2 = (m1 +m2)v. 

Спроектируем полученное векторное уравнение на ось ОX:

m1x v1x +m2x v2x = (m1x+m2x)vx

Откуда имеем:

vх= (m1  v +m2 v) /m1+m2

Сделаем проверку на размерность:

 [v]  = кг м /с кг = м/с

Проведем расчеты

Ответ: Скорость платформы со снарядом равна приближенно 3м/с.

Закрепление.

Объясните разницу. (слайд 9)

Для будущих защитников. (слайд 10)

При стрельбе существует явление отдачи и на плече у солдата, к которому он прикладывает винтовку, могут появиться синяки. Почему же солдат, держащий на плече базуку ( ручной гранатомет), не испытывает при стрельбе отдачи?

В каком случае ружье стреляет дальше: когда оно неподвижно закреплено, или когда оно подвешено?


6. Рефлексия

Подводя итоги урока, предлагаем учащимся ответить на вопросы по рефлексии ( слайд 10 или технологическая карта).

7. Домашнее задание

§ 21, 22, упр.20(2),21(1)

Литература:

  1. В. А. Волков Поурочные разработки по физике 9 класс. - Москва “ ВАКО”2004.
  2. А.Е. Марон, Е.А. Марон Дидактические материалы Физика 9 класс. – Москва «Дрофа» 2005.
  3. А.В.Перышкин, Е.М.Гутник «Физика 9класс» - Москва «Дрофа» 2009г.
  4.  Под редакцией профессора Б. И. Спасского. Хрестоматия по физике. – Москва “Просвящение”1987.

      Интернет ресурсы.

      http://class-fizika.narod.ru

Приложение

Технологическая карта.

Тема урока: __________________________________________________________

Цель урока: ___________________________________________________________

Этапы достижения цели:

1.___________________________________________________________________

2.___________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________________________________________________________________________

Реализация I этапа:

Что называют импульсом тела?

Формула__________________

Определение_____________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Какая это величина: векторная или скалярная?_____________________
  2. Какое направление имеет импульс? (Сделайте пояснительный рисунок)

________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Единица импульса тела: _____
  2. Выберите какую систему тел называют замкнутой:

Варианты

Отметьте правильный ответ

Система тел, для которой равнодействующая внешних сил равна нулю

Система тел, для которой равнодействующая внешних сил не равна нулю

Система тел, в которой два или несколько тел взаимодействуют только между собой

Реализация II этапа:  Перед вами три формулировки закона сохранения импульса выберите пожалуйста наиболее удобную формулировку для решения задач.

Варианты

Отметьте правильный ответ

«количеством движения… никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько же своего движения, сколько его сообщает.»

Если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы сохраняется

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел

Формула закона сохранения импульса:_____________________________________

Реализация III этапа:  Алгоритм:

1._______________________________________________________________________________________________________________________________________

2._______________________________________________________________________________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________________________________________________________________________

4.___________________________________________________________________

5.___________________________________________________________________

6.___________________________________________________________________

  • Решите задачу:

Чему будет равна скорость вагонетки массой 2,4 т, движущейся со скоростью 2 м/с, после того как на вагонетку вертикально сбросили 600 кг песка?

Дано:                           рисунок

По закону сохранения импульса:_________________________________

Проекция закона на Ох:_________________________________________

Выражаем необходимую величину:_________________________________________________

Расчеты:_________________________________________________________________________

Ответ:

Продолжите фразы:

  • сегодня я узнал…
  • было интересно…
  • было трудно…
  • я выполнял задания…
  • я понял, что…
  • теперь я могу…
  • я почувствовал, что…
  • я приобрел…
  • я научился…
  • у меня получилось …
  • я смог…
  • я попробую…
  • меня удивило…
  • урок дал мне для жизни…