Элементы урока можно использовать в 11 классе при повторении темы «Механические волны».
План урока:
1. Оргмомент.
2. Изучение темы: «Волны в упругой среде», повторение темы «Методы познания».
3. Решение задач на формулу длины волны.
4. Домашнее задание.
2. Изучение темы.
Учитель: Сегодня мы с вами поговорим о волне. Расскажите, какие волны вам приходилось наблюдать.
Ученики делятся своими знаниями о волнах. Учитель подводит итог: В основном ученики знакомы с волнами на поверхности воды.
Учитель: Рассказ о волнах я хочу начать с эпиграфа.
Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание будет пустою забавою.
К. Прутков
Учитель: О чём этот эпиграф? Как вы думаете?
Ученики высказывают свои мнения.
Учитель подводит их к мысли о том, что в эпиграфе идет речь об одном из методов познания – наблюдении. Учитель и ученики вместе делают вывод.
Учитель: Вспомним вместе, какие методы познания вы знаете?
Ученики: Наблюдение - это целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. Частными случаями метода наблюдения являются измерение и сравнение.
Эксперимент - метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект, то есть активностью по отношению к нему.
Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного в ходе рассмотрения какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный и в данный момент изучаемый. Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении каких- либо объектов посредством их моделей. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя интересующего нас объекта или явления.
Гипотеза представляет собой всякое предположение, догадку или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании. Поэтому гипотеза есть не достоверное знание, а вероятное, истинность или ложность которого еще не установлены. (при необходимости, учитель обращает учеников к теме «Методы познания» из раздела сайта «Готовимся к уроку»)
Сегодня мы с вами, изучая тему «Волны в упругой среде», так же будем обращаться к методам познания.
И начать наш урок я хочу с демонстрации волн.
Учитель: У меня в руках вот такая красивая, знакомая вам с детства игрушка «слинки» (пружинка «радуга»). Для демонстрации мне нужен помощник.
Ученику-помощнику предлагается держать один конец пружинки. Учитель и ученик растягивают пружинку перед классом. Учитель приводит в вертикальное колебание звено пружины, находящееся в его руке. По пружинке перемещается поперечная волна.
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученик: Волну, которая шла по пружине.
Учитель: Повторяем демонстрацию. Только сейчас предлагаю каждому из вас выбрать один виток пружинки того цвета, который вам больше нравиться и пронаблюдать не только за движением волны, но обязательно пронаблюдать за движением выбранного вами витка.
Учитель и ученик повторяют демонстрацию.
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученики: Волну, которая шла по пружине. Увидели, как двигалось звено пружины – оно перемещалось вертикально
Учитель: Скажите, пожалуйста, кто-нибудь из нас: я или ваш одноклассник приводили в движение звенья в середине пружины?
Ученик: Нет.
Учитель: Тогда попробуйте объяснить, почему звенья в центре пружины стали колебаться.
Ученики выдвигают версии.
Учитель подводит итог: Каждое звено пружины связано упруго с соседними звеньями. Мы приводим в движение одно звено, оно тянет за собой следующее и т.д. В результате все звенья пружины приходят в движение, действуя друг на друга. Таким образом, распространение волны означает запаздывающую передачу колебательного движения от одного звена к другому (от одной точки к другой). Можно утверждать, что каждое последующее звено приобретает энергию и передаёт её далее вдоль направления распространения волны.
Вы так же увидели, что колебания звеньев в волне происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны, т.е. колебания происходят поперёк направления распространения волны. Поэтому такую волну называют поперечной.
А есть второй вид волн.
Учитель и помощник растягивают пружинку по длине демонстрационного стола. Ученик держит одно крайнее звено. Учитель зажимает в руке несколько звеньев с другой стороны пружинки. Учитель просит внимательно проследить за пружинкой и отпускает одно из звеньев, находящихся в руке. По пружинке распространяется продольная волна. После затухания учитель отпускает следующее звено. Ученики наблюдают продольные волны.
Рассуждения учитель предлагает вести аналогично рассуждениям по первой демонстрации.
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученик: Вдоль пружинки перемещалось возмущение, волна.
Учитель: Повторяем демонстрацию. Сейчас снова предлагаю каждому из вас выбрать один виток пружинки того цвета, который вам больше нравиться и пронаблюдать не только за движением волны, но обязательно пронаблюдать за движением выбранного вами витка.
Учитель и ученик повторяют демонстрацию.
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученики: Волну, которая шла по пружине. Увидели, как двигалось звено пружины – оно колебалось горизонтально.
Учитель: Попробуйте объяснить, почему звенья в центре пружины стали колебаться.
Ученики выдвигают версии.
Учитель подводит итог: Каждое звено пружины связано упруго с соседними звеньями. Мы приводим в движение одно звено, оно тянет за собой следующее и т.д. В результате все звенья пружины приходят в движение, действуя друг на друга. Таким образом, распространение волны означает запаздывающую передачу колебательного движения от одного звена к другому (от одной точки к другой). Можно утверждать, что каждое последующее звено приобретает энергию и передаёт её далее вдоль направления распространения волны.
Вы увидели, что колебания звеньев в волне происходят вдоль направления распространения волны. Такую волну называют поперечной.
Учитель: Прошу вас проанализировать, что общего и в чём различие двух видов волн. Запишем выводы в тетрадь.
Процесс распространения колебаний в пространстве с течением времени называется волной.
Механические волны бывают поперечными и продольными:
продольные
поперечные
Колебания частиц продольной волны происходят вдоль направления распространения волны.
Продольные волны – это периодические сгущения и разрежения среды. Поэтому такие волны могут существовать в любых телах – твердых, жидких, газообразных.
Колебания частиц поперечной волны происходят перпендикулярно (поперёк) направлению распространения волны.
Поперечные волны могут существовать лишь в твердых телах. Это объясняется тем, что для распространения такой волны необходимо "жесткое" расположение частиц среды, чтобы между ними могли возникать силы упругости.
Распространение волн представляет собой последовательную передачу движения от одного участка среды к другому, означает тем самым передачу энергии.
Длиной волны называют расстояние между двумя ближайшими частицами среды, находящимися в одинаковом состоянии.
Физическая величина, равная отношению длины волны к периоду колебаний ее частиц, называется скоростью волны.
Колебания частиц среды, в которой распространяется волна, являются вынужденными. Поэтому их период равен периоду колебаний возбудителя волны. Однако скорость распространения волн в различных средах различна.
Учитель: Предлагаю рассмотреть волну в упругом шнуре. Кто мне поможет?
Учитель приглашает двух человек и предлагает им продемонстрировать волну в шнуре. Ученикам предлагает ответить на вопросы:
· Какой вид волн вы пронаблюдали?
· Объяснить механизм распространения волны в шнуре.
Учитель: Мы познакомились с темой механические волны. Расскажите, пожалуйста, какие методы познания мы сегодня использовали.
Ученики, анализируя последовательность изучения темы, называют методы, которые они применили.
