Методическая разработка урока: "Свободные и вынужденные колебания"
содержимого документа
Департамент образования Вологодской области
Бюджетное профессиональное образовательное учреждения
Вологодской области
«Череповецкий химико-технологический колледж»
Дисциплина: «Физика»
Тема: «Свободные и вынужденные механические колебания»
«Мир, в котором мы живем, удивительно склонен к колебаниям»
Р. Бишоп
Автор: Балдычева Ольга Анатольевна, преподаватель
г. Череповец
2020 год
Содержание
|
|
Стр. |
|
3 |
|
5 |
|
9 |
|
Приложения |
10 |
Пояснительная записка
Ниже представлена методическая разработка вводного урока по теме «Свободные и вынужденные механические колебания», в ходе которого студенты изучают новый материал с опорой на уже имеющиеся знания по теме «Колебания», изученной в 9 классе.
Урок ориентирован на применение технологии деятельностного типа в обучении, что способствует формированию элементов метапредметных и предметных результаты изучения дисциплины «Физика», обозначенных ФГОС СОО (Приказ Минобрнауки России от 17.05.2012 №413 (ред. от 29.06.2017)).
Основными из них являются:
- умение продуктивно общаться и взаимодействовать в процессе совместной деятельности, учитывать позиции других участников деятельности;
- владение основными методами научного познания, используемыми в физике: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы;
- сформированность умения применять полученные знания для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни;
Цель урока: получение новых знаний студентами через эксперимент и использование табличной формы представления учебной информации.
Задачи урока:
Образовательные:
- ввести понятие колебаний, рассмотреть виды колебаний, условия их возникновения и величины, характеризующие механические колебания: амплитуда, период, частота, фаза колебаний;
- исследовать экспериментально зависимость периода колебаний математического маятника от его длины, массы и амплитуды колебаний;
- исследовать экспериментально зависимость периода колебаний груза на пружине от его массы и жесткости пружины.
Воспитательная:
- способствовать воспитанию аккуратности при работе с физическими приборами, умению работать в группах, формированию коммуникативной компетентности.
Развивающая:
- способствовать развитию умений планировать и выполнять экспериментальные задания; анализировать полученную информацию и представлять ее перед аудиторией.
Тип урока: изучение нового материала.
Новизна: практическое применение полученных знаний в рамках технологии деятельностного типа.
Методы:
- По способу передачи и восприятия информации: словесные, наглядные, практические;
- По характеру мыслительных операций: репродуктивные, исследовательские.
Продолжительность занятия - 45 минут.
Место проведения: кабинет физики.
Материально-техническое обеспечение урока:
- три комплекта лабораторного оборудования на столах студентов: физический маятник, штатив, секундомер, набор грузов известной массы, набор пружин разной жесткости;
- три комплекта лабораторного оборудования на столах студентов: математический маятник, штатив, секундомер, набор грузов известной массы; измерительная лента;
- компьютер, мультимедийный проектор, презентация по теме: «Свободные и вынужденные механические колебания» в MC Power Point.
Технологическая карта урока
|
Этап урока, время |
Цель |
Деятельность преподавателя |
Деятельность студентов |
|
Организационный момент, 3 мин.
|
Мотивация студентов на продуктивную работу; постановка цели урока. |
Приветствие, контроль явки, готовности студентов к уроку.
Предлагает студентам посмотреть на экран и ответить, что объединяет все представленные на экране процессы?
Просит подумать, на какие вопросы нужно ответить, рассматривая данную тему? Обобщая высказывания студентов, формулирует тему и общую цель занятия: дать определение колебаний, познакомиться с его видами и характеристиками; определить роль колебаний в жизни человека. Уточняет: Всем ли понятна цель урока? |
Приветствуют преподавателя. Староста группы сдает рапорт о явке студентов на занятие. Пытаются сформулировать тему занятия; его цель, через задачи, необходимые для выполнения:
Записывают число и тему занятия в тетради; Настраиваются на активное участие и работу на уроке. |
|
Изучение нового материала, 15 мин. |
Реализация образовательных задач урока |
Предлагает вспомнить, в каких ситуациях мы употребляем понятие «колебания».
Предлагает дать определение «колебаний»
Демонстрирует колебания тела на пружине и шара на нити, подводит студентов к определению условий возникновения колебаний.
Выделяет два вида колебаний: свободные и вынужденные, просит студентов обозначить их отличия и привести примеры, заполнив таблицу 2 (время выполнения 1 мин.) Предлагает рассмотреть основные характеристики механических колебаний (таблица 3); записывает на доске формулы, связывающие характеристики между собой. Вводит понятие маятника, знакомит с видами маятников: математический и физический. |
Систематизируют примеры колебательных движений в таблицу 1 (Приложение 1); (время выполнения 2 мин.) Формулируют и записывают определение: Колебания – это движение, точно или приблизительно повторяющееся через одинаковые интервалы времени. Наблюдают, рассуждают, фиксируют в тетради условия возникновения колебаний. Обсуждают какие силы, вызывают колебания в каждом наблюдаемом случае. Отвечают на вопросы, формулируют определения свободных и вынужденных колебаний; работают с таблицей 2 «Виды колебаний»; Далее коллективно обсуждают, что получилось. Работают с таблицей 3, записывают формулы в тетрадь; определяют по графикам (Приложение 2) характеристики механических колебаний. Записывают определения в тетради, рассуждают почему шар на нити можно считать материальной точкой. |
|
Практическая работа, 15 мин.: - эксперименты по проверке гипотез (работа в группах по 4 чел.)
|
Формирование умений организовывать собственную деятельность, планировать и выполнять экспериментальные задания; анализировать полученную информацию; |
Предлагает предположить от каких величин зависит период механических колебаний математического и физического маятников и в условиях занятия, проверить выдвинутые гипотезы. Период колебаний математического маятника зависит от:
Период колебаний физического маятника зависит от:
Организует условия для выполнения практических заданий; наблюдает за действиями, координирует работу студентов по выполнению экспериментов. |
Выдвигают гипотезы, от каких величин зависит период колебаний математического и физического маятников. Работают в группах по 4 человека: выполняют эксперименты по проверке гипотез, предварительно обсудив план действий; фиксируют результаты экспериментов.
|
|
Анализ результатов экспериментов, 5 мин. |
Формирование умений публично представлять результаты эксперимента перед аудиторией.
|
Записывает формулы для расчета периода колебаний математического и физического маятников
|
Экспериментальные группы знакомят аудиторию с полученными результатами: суть эксперимента, полученный результат и вывод. Обобщив результаты, студенты составляют два кластера на доске, графически отображая полученные знания: Период колебаний математического. маятника зависит от … и не зависит от … Период колебаний физического маятника зависит от … и не зависит от …
|
|
Закрепление изученного материала, 5 мин. |
Первичная проверка знаний по теме урока. |
Организует работу студентов по выполнению задания 4. (Приложение 2). |
Выполняют задание 4 (Приложение 2) |
|
Домашнее задание, 1 мин |
Обеспечение понимания выполнения домашнего задания. |
Подготовить сообщение по теме: «Примеры колебательного движения на производстве и в технике». Видео задача «Маятник» Отвечает на вопросы. |
Записывают домашнее задание в тетрадь. |
|
Подведение итогов урока. Рефлексия. 1 мин. |
Анализ и оценка успешности достижения цели урока. Самоанализ деятельности студентов. |
Выставляет и комментирует оценки за работу студентов на уроке. Подводит итоги урока. Просит студентов высказать мнение об уроке способом «Синквейн»
Советует: хочешь сделать доброе дело – отбрось колебания! (Персидская пословица) Предлагает поблагодарить друг друга за активную работу и совершить вынужденные колебания, похлопав в ладоши. |
Соотносят результаты урока с его целью.
Предложенный ответ:
Благодарят и прощаются. Аплодисменты. |
Список литературы
- Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образовательных учреждений нач. и сред. проф. образования/ В.Ф. Дмитриева. − 3-е изд., стер. − М.: Издательский центр «Академия», 2017. – 448 с.
- Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сборник задач: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. Образования / В.Ф. Дмитриева. − 3-е изд., стер. − М.: Издательский центр «Академия», 2018. – 256 с.
- Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Контрольные материалы: учеб. пособие для учреждений нач. и сред. проф. образования /В.Ф. Дмитриева, Л.И. Васильев. – 2-е изд., стер − М.: Издательский центр «Академия», 2014. − 112 с.
- Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Лабораторный практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования /В.Ф. Дмитриева, А.В. Коржуев, О.В. Муртазина. – 4-е изд., стер. − М.: Издательский центр «Академия», 2018. − 160 с.
- Физика: электронная коллекция опытов – http://www.school.edu.ru/projects/physicexp
Приложение 1
Задание 1: Систематизируйте примеры колебательных движений в таблицу 1: Движение голосовых связок, переменный ток, ветви деревьев при порыве ветра, крылья бабочек и птиц, свет, хлопанье ресницами, землетрясения, приливы и отливы, звук, колебания ног и рук при ходьбе, колебание курса валют, акций, мировых цен на нефть; биение сердца, колебания атомов в узлах кристаллической решетки, наше настроение.
Таблица 1
Примеры колебательных движений
|
Природа |
|
|
Человек |
|
|
Бизнес |
|
|
Физика |
|
Задание 2: Из приведённых ниже примеров выберите примеры свободных и вынужденных колебаний: колебания игрушки-неваляшки; колебание струны гитары; движение ветки дерева, после того как с нее слетела птица, движение иглы в швейной машинке, биение сердца; колебания маятника в часах; колебания поршня в цилиндре двигателя; колебание голосовых связок.
Таблица 2
Виды механических колебаний
|
Свободные механические колебания |
Вынужденные механические колебания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
Основные характеристики механических колебаний
|
Характеристики механических колебаний |
Обозначение, единицы измерения |
Определения |
Формулы |
|
Смещение |
х, м |
отклонение тела от положения равновесия |
|
|
Амплитуда |
Хm (А), м |
модуль максимального отклонения тела от положения равновесия |
|
|
Частота |
ν, Гц |
число полных колебаний, совершаемых в единицу времени |
|
|
Период |
Т, с |
время одного полного колебания |
|
|
Циклическая (круговая) частота |
, рад/с |
число полных колебаний, совершаемых за 2 секунд. |
|
|
Фаза колебания |
, рад |
определяет смещение x в данный момент времени |
|
Приложение 2
Задание 3:
|
Определите по графику амплитуду, период и частоту колебаний: |
Сравните амплитуды, периоды и частоты двух колебательных движений: |
|
|
|
Задание 4:
Заполните пустые ячейки в таблице, сделав в тетрадях необходимые расчеты.
Цвет ячейки показывает уровень сложности задания: голубой – простой уровень, желтый – средний уровень сложности, красный – высокий уровень сложности. Время выполнения – 5 мин.
|
Период, Т (с) |
Частота, ν ( Гц) |
Число колебаний, N |
Время колебаний, t (c) |
|
4 |
|
20 |
|
|
|
50 |
|
3 |
|
|
50 |
100 |
|
|
Длина нити, L (м) |
Период, T (с) |
Масса, m (кг) |
Жесткость, k (Н/м) |
|
|
12,56 с |
40 кг |
|
1
