Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины: Методическая разработка к уроку

Центр образовательных информационных технологий ПИППКРО

Урок разработали: Болоховцева И.И. (СОШ № 25, г. Владивосток), Билоус В.Н. (СОШ № 79, г. Владивосток), Гайдук И.М. (СОШ № 25, г. Владивосток), Файзуллаева О.А. (МОУ «Лицей технический», г. Владивосток), Купцова Е.Н. (СОШ № 26, г. Владивосток) Предмет, класс Тема урока

Физика, 8 кл., учебник Громова С.В. (9 кл., Перышкин А.В., Гутник Е.М.) Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины. обучающие развивающие воспитательные Развитие творческих Определение способностей учащихся зависимостей периода и при использовании частоты свободных Воспитание толерантности алгоритма научного колебаний нитяного мышления в работе с маятника от его длины компьютерными моделями

Цели урока

Вид используемых на уроке средств ОИТ

Этап урока I. Актуализация знаний.

MS EXCEL, мультимедийный учебник «Открытая физика» часть 1 используется на данном уроке с целью развития навыков работы с интерактивными компьютерными моделями, последовательной детализации задач, создания условий для самостоятельной и творческой деятельности.

Организационная структура урока деятельность учителя учащихся Готовит учащихся к работе на уроке. Включаются в деловой ритм урока, готовятся Формулирует вопросы, актуализирующие к активной учебно-познавательной опорные знания и умения учащихся по теме деятельности на основе опорных знаний, урока. отвечая на вопросы, предложенные учителем. 1. Определение нитяного маятника. 2. Необходимые и достаточные условия для

Центр образовательных информационных технологий ПИППКРО

возникновения свободных колебаний. 3. Основные характеристики колебаний (определения): амплитуда, период, частота. 4. Зависимость периода колебаний от частоты. II. Изучение Исследуем, от каких параметров зависят период и нового материала. частота колебаний нитяного маятника. Для этого воспользуемся моделью («Открытая физика» глава 2 раздел «Механические колебания и волны» (модель 2.3) Математический маятник). Знакомство с моделью.

с мультимедийным учебником Работа «Открытая физика» глава 2 раздел «Механические колебания и волны» (модель 2.3 Математический маятник)

Цель моделирования: Выяснить, от каких параметров зависят период и частота нитяного маятника.

1. Выдвижение гипотез: Зависимость периода и частоты колебаний от параметров самой колебательной системы, от угла отклонения от положения равновесия. 2. Наблюдают движение маятника, изменяя: 1. длину; 2. начальный угол отклонения маятника. 3. Делают вывод о зависимости периода и частоты колебаний от длины нити. 4. Составляют таблицу для длины и периода.

Центр образовательных информационных технологий ПИППКРО

Продолжим моделирование в среде электронных таблиц EXCEL. Цель моделирования: установить характер зависимостей на качественном уровне, используя данные модели Математический маятник. Добавим столбцы и введем формулы для расчета Т2, ν, ν2.

Вводят в ячейки электронной таблицы формулы: C1 = B1^2, D1 = 1/C1, E1 = D1^2; выполняют копирование формул; строят графики Т2 (l), ν2 (l).

Моделирование в среде MS EXCEL. l, м 0,9 0,95 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3

Т, с 1,903122 1,955272 2,006067 2,055607 2,10398 2,151267 2,197536 2,242851 2,287268

Т^2 3,621873 3,823088 4,024304 4,225519 4,426734 4,627949 4,829164 5,030379 5,231595

v, Гц 0,525452 0,511438 0,498488 0,486474 0,47529 0,464842 0,455055 0,445861 0,437203

v^2 0,2761 0,261569 0,24849 0,236657 0,2259 0,216078 0,207075 0,198792 0,191146

Построить графики зависимостей T2(l) и ν2(T).

Получают результаты:

Центр образовательных информационных технологий ПИППКРО

квадрат периода 6

Т^2, с^2

5 4 3

Ряд1

2 1

1

2

3

1,

1,

1,

0,

1

9

0

l, м

квадрат частоты 0,3 v^2, Гц^2

0,25

3. Анализ полученных результатов:

0,2 Ряд1

0,15 0,1 0,05

l Б) Введение формул: Т = 2 * π * , g

1

2

3

1,

1,

1,

полученных

1

вид

0,

А) Каков предполагаемый зависимостей?

9

0

l, м

Делают вывод:

1 g * . Т2 ~ l, ν2 ~ 1/l. 2π l В) Применение на практике: гравитометрия, Осмысление изученного материала, приборы для измерения времени. овладение приемами анализа полученных результатов. ν=

Центр образовательных информационных технологий ПИППКРО

IV. Подведение итогов урока.

Выявляет качество и уровень овладения Решают качественные задачи: знаниями, получает информацию о достижении 1. Как будет изменяться ход маятника часов при наступлении летних жарких учащимися планируемых результатов обучения, дней по сравнению с холодными предлагая детям решить качественные задачи. зимними, если часы установлены в Дает анализ и оценку успешности достижения неутепленном помещении? Стержень цели и намечает перспективу последующей маятника металлический. работы. 2. Если маятниковые часы уходят вперед, то как надо изменить положение чечевицы маятника? А если часы отстают? 3. Подвешенный на длинной нити математический маятник совершает колебания. К нему снизу поднесли магнит. Как изменится при этом сила натяжения нити, возвращающая сила и период колебаний? рисунке изображены два 4. На математических маятника. Какой из них имеет меньший период колебаний и во сколько раз? 1

25 см

2

1м

Центр образовательных информационных технологий ПИППКРО

Получают информацию результатах учения. V. Домашнее задание

V. Рефлексия.

о

реальных

Комментирует домашнее задание: Самооценка своих реальных возможностей I уровень: § 17, вопросы к параграфу. при выборе соответствующего уровня. II уровень: § 17, вопросы к параграфу, задачи 92, 94. III уровень: § 17, вопросы к параграфу, задачи 92, 94; С помощью секундомера определить частоту своего пульса в спокойном состоянии, затем после 20 приседаний. Построить график колебаний своего сердца. Сравнить с графиками своих товарищей. Сделать вывод. Наши главные результаты: Заполняют анкету: Поняли и научились применять 1. 1. Что я думаю об уроке? деятельностный подход в обучении. 2. Каковы мои результаты? Наибольший интерес вызвали задание 3. Что я понял? 2. по моделированию физических 4. Чему научился? 5. Какие задания я считаю наиболее процессов в среде разных редакторов. Уделить внимание моделированию интересными и почему? 3. физических процессов на языках 6. Какие трудности я испытывал на уроке и как их преодолевал? программирования. 7. Замечания и предложения на будущее.