конспект урока по теме: "Аналогия колебаний"
план-конспект урока по физике (11 класс) по теме

Бурлова Ольга Николаевна,

Учитель физики школы № 6, г. Череповец

Повторительно - обобщающий урок по теме:

« АНАЛОГИЯ МЕЖДУ МЕХАНИЧЕСКИМИ И
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ »

Необходимым условием формирования глубоких и прочных знаний является их систематичность, достижение которой требует от учителя определённых усилий. Установлено, что в запоминании, сохранении и воспроизведении изученного материала участвуют различные операции по переработке материала, в том числе и такие мыслительные операции, как анализ, синтез, обобщение, сравнение и другие.

Формирование у учащихся умения обобщать учебный материал является необходимым условием их мышления и является характеристикой умственного и творческого развития учащихся. Необходимым условием осуществления систематизации знаний учащихся является умение учителя использовать разнообразные приёмы работы с учебным материалом и знакомство с этими приёмами учащихся, чтобы они могли их применять самостоятельно в процессе учебного познания.

В течение последних 8 лет у меня, как у учителя физики разработано множество уроков по данной методике; составлено большое количество таблиц, помогающих организовать плодотворную работу учащихся по повторению.

Сегодня я хочу предложить повторительно-обобщающий урок по теме «Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями». Этот урок помогает учащимся систематизировать знания по данной теме, учит их анализировать, сравнивать, искать аналогии между механическими и электромагнитными колебаниями.

Дидактическая цель урока: провести полную аналогию между механическими и электромагнитными колебаниями, выявив сходство и различие между ними.

Развивающая цель урока: научить обобщению, синтезу, анализу и сравнению теоретического материала.

Воспитательная цель урока: воспитание отношения к физике, как к одному из фундаментальных компонентов естествознания.

ХОД УРОКА

Проблемная ситуация: Какое физическое явление мы будем наблюдать, если отклонить шарик от положения равновесия и опустить? (продемонстрировать)

Вопросы классу: Какое движение совершает тело? Сформулируйте определение колебательного процесса.

Колебательный процесс - это процесс, который повторяется через определённые промежутки времени.

1. Сравнительные характеристики колебаний

Фронтальная работа с классом по плану (проверка осуществляется через проектор).

План:

1. Определение
2. Как можно получить? (с помощью чего и что для этого надо сделать)
3. Можно ли увидеть колебания?
4. Сравнение колебательных систем.
5. Превращение энергии
6. Причина затуханий свободных колебаний.
7. Аналогичные величины
8. Уравнение колебательного процесса.
9. Виды колебаний.
10. Применение

Учащиеся в ходе рассуждений приходят к полному ответу на поставленный вопрос и сравнивают его с ответом на экране.

Вопрос учащимся: Что общего в определениях механических и электромагнитных колебаний и чем они отличаются!

Общее: в обоих видах колебаний происходит периодическое изменение физических величин.

Отличие: В механических колебаниях - это координата, скорость и ускорение В электромагнитных - заряд, сила тока и напряжение.

Вопрос учащимся: Что общего в способах получения и чем они отличаются?

Общее: и механические, и электромагнитные колебания можно получить с помощью колебательных систем

Отличие: различные колебательные системы - у механических - это маятники,
а у электромагнитных - колебательный контур.

Демонстрация учителя: показать нитяной, вертикальный пружинный маятники и колебательный контур.

Демонстрация учителя: Демонстрации механических и электромагнитных колебаний (можно использовать видеосюжеты)

Вопрос учащимся: « Что общего в показанных демонстрациях и их отличие?»

Общее: колебательная система выводилась из положения равновесия и получала запас энергии.

Отличие: маятники получали запас потенциальной энергии, а колебательная система - запас энергии электрического поля конденсатора.

Вопрос учащимся: Почему электромагнитные колебания нельзя наблюдать также как и механические (визуально)

Ответ: так как мы не можем увидеть, как происходит зарядка и перезарядка конденсатора, как течёт ток в контуре и в каком направлении, как меняется напряжение между пластинами конденсатора

2 Работа с таблицами

Сравнение колебательных систем

Работа учащихся с таблицей № 1 , в которой заполнена верхняя часть (состояние колебательного контура в различные моменты времени), с самопроверкой на экране.

Задание: заполнить среднюю часть таблицы (провести аналогию между состоянием колебательного контура и пружинного маятника в различные моменты времени)

Таблица № 1: Сравнение колебательных систем ( см. приложение таблица2)

После заполнения таблицы на экран проецируется заполненные 2 части таблицы и учащиеся сравнивают свою таблицу с той, что на экране.

Кадр на экране (см. приложение таблица 1)

Вопрос учащимся: посмотрите на эту таблицу и назовите аналогичные величины:

Ответ: заряд - смещение, сила тока - скорость.

Дома:  заполнить нижнюю часть таблицы № 1 (провести аналогию между состоянием колебательного контура и математического маятника в различные моменты времени).

Превращение энергии в колебательном процессе

Индивидуальная работа учащихся с таблицей № 2 , в которой заполнена правая часть (превращение энергии в колебательном процессе пружинного маятника) с самопроверкой на экране.

Задание учащимся: заполнить левую часть таблицы, рассмотрев превращение энергии в колебательном контуре в различные моменты времени (можно использовать учебник или тетрадь).

После индивидуальной работы с таблицей учащиеся анализируют свою работу, сравнивая свою таблицу с той, что на экране.

Вопрос классу: аналогию каких величин вы увидели в этой таблице?

Ответ: кинетическая энергия - энергия магнитного поля,

потенциальная энергия - энергия электрического поля

инерция - самоиндукция

смещение - заряд, скорость - сила тока.

Затухание колебаний:

Вопрос учащимся: аналогию каких величин вы здесь увидели?

 Ответ: коэффициента трения и сопротивления

В результате заполнения таблиц учащиеся пришли к выводу, что существуют аналогичные величины.

Кадр на экране:

Аналогичные величины:

Дополнение учителя: аналогичными так же являются: масса - индуктивность, жёсткость - величина, обратная ёмкости.

Видеосюжеты: 1) возможные видеосюжеты свободных колебаний

2)  возможные видеосюжеты вынужденных колебаний:

Вопрос учащимся: Что общего в этих определениях?

Ответ; свободные колебания происходят без воздействия внешней силы, а вынужденные - под воздействием внешней периодической силы.

Вопрос учащимся: Какие ещё виды колебаний вы знаете? Сформулируйте определение.

Ответ: Гармонические колебания - это колебания, которые происходят по закону синуса или косинуса.

Возможные применения колебаний:

1. Колебание геомагнитного поля Земли под действием ультрафиолетовых лучей и солнечного ветра (видеосюжет)
2. Влияние колебаний магнитного поля Земли на живые организмы, движение клеток крови (видеосюжет)
3. Вредная вибрация ( разрушение мостов при резонансе, разрушение самолётов при вибрации) - видеосюжет
4. Полезная вибрация (полезный резонанс при уплотнении бетона, вибросортировка - видеосюжет
5. Электрокардиограмма работы сердца
6. Колебательные процессы в человеке ( колебание барабанной перепонки, голосовых связок, работа сердца и лёгких, колебания клеток крови)

Дома: 1) заполнить таблицу № 3 (используя аналогию вывести формулы для колебательного процесса математического маятника и колебательного контура),

2)  заполнить таблицу № 1 до конца (провести аналогию между состояниями колебательного контура и математического маятника в различные моменты времени.

Выводы по уроку: в ходе урока учащиеся провели сравнительный анализ на основе ранее изученного материала, тем самым систематизировали материал по теме: «Колебания»; рассмотрели применение на примерах из жизни.

Таблица №3. Уравнение колебательного процесса