Резонанс - МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ЗВУК

Цель урока. Закрепить знания учащихся о колебательном движении; ввести физическое понятие “механический резонанс”; выяснить условия, при которых наступает явление резонанса; научить решать качественные и расчетные задачи на колебательное движение, на резонанс.

Демонстрации. Резонанс маятников (по рис. 68 учебника).

Содержание опроса. 1. Выполняется ли закон сохранения полной механической энергии при свободных колебаниях маятника в реальных условиях (т. е. с трением) и в идеальных условиях (т. е. без трения)? 2. Как меняется с течением времени амплитуда свободных колебаний в реальных условиях и в чем причина такого изменения? 3. Могут ли свободные колебания быть незатухающими? Почему? 4. Какие колебания называются вынужденными? 5. Почему вынужденные колебания не затухают с течением времени? 6. Что можно сказать о частоте установившихся вынужденных колебаний и частоте вынуждающей силы? 7. Приведите примеры вынужденных колебаний. 8. До каких пор происходят вынужденные колебания?

Содержание нового материала. Условия наступления и физическая сущность явления резонанса. Учет резонанса в практике.

Закрепление материала. Решение задач 1807, 1808, 1809, 1810 из Сборника.

Домашнее задание. § 27. Упражнение 26. Презентация “Механический резонанс” (по желанию).

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть регулятивными УУД при выдвижении гипотез о причинах возникновения механического резонанса и экспериментальной проверке выдвигаемых гипотез, выполнении эксперимента и решении качественных задач на явление резонанса; научиться самостоятельно искать, анализировать и отбирать информацию при подготовке презентации “Механический резонанс” с помощью Интернета и дополнительной литературы.

Личностные: сформировать познавательный интерес, творческие способности и практические умения по решению качественных и расчетных задач на механический резонанс, самостоятельность в приобретении новых знаний, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; уметь работать в группе; развивать инициативу; использовать экспериментальный метод исследования при изучении явления резонанса.

Общие предметные: проводить наблюдения явления резонанса, объяснять полученные результаты и делать выводы; применять полученные знания при решении качественных задач на явление механического резонанса.

Частные предметные: понимать физическую сущность явления резонанса; объяснять, в чем заключается явление резонанса; приводить примеры полезных и вредных проявлений резонанса и пути устранения последних.

Методические замечания

Урок можно начать с просмотра презентаций “Механические колебания в природе, быту и технике”, подготовленных учащимися дома индивидуально или в группах. Обсудить приведенные примеры механических колебаний.

Изложение нового материала следует начать с приведения исторических фактов — разрушения Египетского моста через реку Фонтанку в Петербурге в 1908 г., когда по нему проходил маршевым шагом кавалерийский эскадрон и примера из задачи 1806 Сборника. Обсудить ответы на вопросы: “Почему вынужденные колебания мостов в обоих случаях достигли такой большой амплитуды? Можно ли было предотвратить аварию?” Затем рассмотреть, как зависит амплитуда вынужденных колебаний от частоты изменения вынуждающей силы. Продемонстрировать явление резонанса маятников (по рис. 68 учебника). На основании опыта прийти к выводу: амплитуда вынужденных колебаний достигает своего наибольшего значения при условии, что частота вынуждающей силы равна собственной частоте колебательной системы. В этом и заключается явление, называемое резонансом. Начертить на доске график зависимости амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы, проанализировать его и перенести в тетрадь. Выяснить, почему амплитуда установившихся колебаний, вызванных вынуждающей силой, достигает наибольшего значения именно при совпадении частоты изменения этой силы с собственной частотой колебательной системы.

Следует обратить внимание учащихся на то, что понятие резонанса применимо только к вынужденным колебаниям. Затем рассмотреть роль резонанса в разнообразных явлениях, причем в одних — полезную, в других — вредную; какие меры можно предпринять в тех случаях, когда резонанс может нанести ущерб.