Превращения энергии при колебаниях

Урок с презентацией по физике "Превращение энергии при
колебательном движении". 9-й класс
Цели урока:
1. Изучить возможные превращения энергии в колебательных системах.
2. Подтвердить справедливость закона сохранения механической энергии
в колебательных системах.
Задачи урока:
1. Систематизация, углубление и расширений знаний учащихся.
2. Развитие навыков исследовательской работы.
Оборудование: доска, экран, проектор, компьютер.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Проверка домашнего задания, повторение (устно).
- Что называется амплитудой, периодом колебания, частотой колебания?
Какой буквой обозначается, и в каких единицах измеряется каждая из этих
величин?
- Что такое полное колебание?
- Какая математическая зависимость существует между периодом и частотой
колебания?
- Как найти период математического маятника?
- От чего зависит период пружинного маятника?
- Как направлены по отношению друг к другу скорости двух маятников в
любой момент времени, если эти маятники колеблются в противоположных
фазах; в одинаковых фазах?
- Какие колебания называются гармоническими?
- Как меняются действующая на тело сила, его ускорение и скорость при
совершении им гармонических колебаний?
3. Письменная проверочная работа (приложение)
Вариант №1
№1. По графику гармонического колебания определите амплитуду А, частоту
V и период T колебания.



А=__________________
Т=__________________
v=__________________
Рис. 1
№2. Какое из перечисленных ниже движений является механическим
колебанием?
1. Движение качелей
2. Движение мяча, падающего на землю.
а) только 1
б) только 2
в) 1 и 2
г) ни 1, ни 2.
Вариант №2
№1. По графику гармонического колебания определите амплитуду А, частоту
V и период T колебания.



А=__________________
Т=__________________
v =__________________
Рис. 2
№2. Какое из перечисленных ниже движений является механическим
колебанием?
1. Движение звучащей струны гитары.
2. Движение спортсмена, совершающего прыжок в длину.
а) ни 1, ни 2
б) 1 и 2
в) только 1
г) только 2
Во время письменной работы 1 учащийся работает у доски.
Найти соответствие между физическими понятиями и физическими
величинами.
Задание на доске.
Смещение
A
Потенциальная энергия упруго деформированного тела
Кинетическая энергия
Амплитуда
Ep=
X
Период пружинного маятника
Период математического маятника
Частота колебаний
Полная энергия
Ek=
Е=Ep+Ek
IV. Объяснение нового материала.
Рассмотрение нового материала начинается с показа колебаний тела
прикреплённого к пружине. Любая колебательная система будет совершать
колебания до тех пор пока обладает энергией. Отводя тело от положения
равновесия мы сообщаем системе начальную энергию. Она равна
потенциальной энергии тела: Ер=KX2/2 отпустив тело скорость его
возрастает, а значит и возрастает и кинетическая энергия. Из закона
сохранения механической энергии уменьшение Ерприводит к
эквивалентному увеличению Ek . Для любой точки траектории, если в
системе нет сил трения, справедлив закон сохранения энергии. Если тело
находится в крайних положениях, система обладает полной энергией Е,
определяемой только потенциальной энергией. А в положении равновесия
полная энергия равна максимальной кинетической энергии груза.
Важно понять, что составляющие полной энергии Ek и Ер не просто
изменяются во времени, а изменяются периодическис заданным периодом
колебаний в системе.
По ходу объяснения учащиеся делают выводы о превращениях энергии и
заполняют таблицу в тетради (приложение).
Таблица
Направлен Сила Скорость Потенциальн Кинетическ
Полная
ие
упругост
,U
ая энергия,
ая
механическ
движения
и,
Ер
энергия, Ek
ая,
F упр
маятника
Епол
От В к О
От О к А
От А к О
От О к В
Презентация (приложение)
Слайд 1 Рис. 3
Заполняется по ходу объяснения нового материала
Слайд 2 Рис. 4
Ер=max, т.к. X=max
Ek =0, т.к. V =0
Слайд 3 Рис. 5
Ер↓, т.к. X↓
Ek↑, т.к. V ↑
Слайд 4 Рис. 6
Ер=0, т.к. X=0
Ek=max, т.к. V =max
Слайд 5 Рис. 7
Ер↑, т.к. X↑
Ek↓, т.к. V ↓
Слайд 6 Рис. 8
Ер=max, т.к. X=max
Ek=0, т.к. V =0
Слайд 7 Рис. 9
Ер↓, т.к. X↓
Ek↑, т.к. V ↑
Слайд 8
Рис. 10 Ер=0, т.к. X=0
Ek=max, т.к. V =max
Слайд 9 Рис.11 Ер↑, т.к. X↑
Ek↓, т.к. V ↓
Слайд 10 Рис.12 Ер=max, т.к. X=max
Ek=0, т.к. V=0
Вывод делают учащиеся, основываясь на рассмотренный материал.
5. Домашнее задание.
П. 28, 29
6. Закрепление материала.
Для закрепления темы просматриваем фрагмент о превращениях энергии при
колебаниях и решением задачи у доски. Условие задач на диске «Физикон».
С помощью решенных задач, учащиеся делают вывод о «Законе сохранения
энергии».