Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность учащегося

1. Мотивационный этап (1 мин)

Приветствие учащихся, организация начала урока:

Здравствуйте, ребята. Сегодня вам предстоит выполнить лабораторную работу «Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины». Давайте с вами подумаем, каких целей мы должны достигнуть, выполняя лабораторную работу.

Приветствие учителя;

Самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели:

Проверить на практике справедливость теоретических соотношений по периоду и частоте колебаний нитяного маятника от его длины.

2. Актуализация знаний и осуществление пробного действия

(3 мин)

Прежде чем мы приступим к выполнению лабораторной работы, давайте с вами повторим, что мы изучали на предыдущих уроках.

Фронтальная беседа

1. Что такое механические колебания?

2. Что называется периодом колебаний?

3. Что называется частотой колебаний?

4. От чего зависят период и частота свободных колебаний нитяного маятника?

Учащиеся отвечают на вопросы учителя.

1. 1.Механические колебания – это физические процессы, точно или приблизительно повторяющиеся через одинаковые интервалы времени.

2. Период колебаний - это минимальный интервал времени, через который происходит повторение движения тела.

3. Частота колебаний - количественная характеристика периодических колебаний, равная отношению числа циклов колебаний ко времени их совершения.

4. Период колебаний нитяного маятника зависит от ускорения свободного падения. При увеличении ускорения свободного падения период колебаний нитяного маятника уменьшается. То есть, с увеличением длины маятника увеличивается период колебаний и уменьшается частота

3. Фиксирование локальных затруднений (2 мин)

Учитель анализирует ответы учащихся, выявляет затруднения, наталкивает на ответ наводящими вопросами, если учащиеся не могут ответить сразу на поставленный вопрос.

Учащиеся фиксируют затруднения при ответе на вопросы, определяют имеющиеся пробелы в знаниях.

4. Создание плана по решению проблемы

(3 мин)

Мы с вами вспомнили теоретический материал, а теперь давайте вспомним правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы.

Проведение инструктажа по технике безопасности к лабораторной работе №1 «Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины»

1. Работать за столом аккуратно.

2. Не делать резких движений.

3. Осторожно пользоваться установкой. Груз на нити держать так, чтобы он не оторвался.

4. Рабочее место держать в порядке, предметы не разбрасывать.

5. После выполнения работы, привести в порядок рабочее место.

Учащиеся внимательно слушают инструктаж по технике безопасности к лабораторной работе № 3.

5. Реализация на практике выбранного плана (3 мин)

А теперь давайте-ка мы с вами попробуем ответить на вопрос, перед тем, как приступить к выполнению лабораторной.

Как будет изменяться ход маятниковых часов при наступлении летних жарких дней по сравнению с холодными зимними днями, если часы установлены в неутепленном помещении (стержень маятника металлический)?

Обучающиеся выдвигают предположения решения данной задачи.

Летом длина металлического стержня увеличивается, значит период колебаний увеличится, т.е. увеличится время одного колебания и поэтому часы будут идти медленней, то есть отставать.

6. Обобщение видов затруднений (2 мин)

Учитель анализирует решение задачи учащимися, выявляет затруднения, наталкивает на решение задачи наводящими вопросами при необходимости.

Учащиеся фиксируют затруднения при решении задачи, определяют имеющиеся пробелы в знаниях.

7. Осуществление самостоятельной работы и самопроверки с использованием эталонного образца (20 мин)

Организация работы учащихся по выполнению лабораторной работы.

Сейчас вам предстоит выполнить лабораторную работу «Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины».

Целью лабораторной работы является выяснение, как зависят период и частота свободных колебаний нитяного маятника от его длины.

Для выполнения лабораторной работы вам понадобится оборудование: штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью длиной 130 см, ластик, измерительная лента, часы или телефон с секундомером.

Порядок выполнения работы

1. Соберем экспериментальную установку. Лапку штатива закрепите на верхнем конце его стержня. Штатив разместите так, чтобы лапка выступала на несколько сантиметров за край стола. То есть установка состоит из шарика на нити. Нить продернута через ластик. Это сделано для того, чтобы можно было регулировать его длину. Обратите внимание, что сам ластик укреплен в лапке штатива.

Отрегулируйте длину нити с шариком так, чтобы расстояние от точки подвеса до центра шарика составило 5 см.

Отклоните шарик на 2 – 3 см от положения равновесия, отпустите и измерьте секундомером время, за которое он совершит 30 полных колебаний.

Повторите опыт ещё 4 раза с маятником, длины которых указаны во втором столбце таблицы.

По результатам каждого опыта вычислите период и частоту колебаний.

Результаты вычислений занесите в таблицу

После того, как вы заполнили таблицу, ответьте на вопросы:

1. Сформулируйте и запишите вывод о том, как изменяется период и частота колебаний маятника при увеличении его длины.

2. Как надо изменить длину маятника, чтобы его период уменьшился?

3. Как надо изменить длину маятника, чтобы частота его колебаний увеличилась?

Учащиеся собирают установку по рисунку 6.

Отклонив шарик на 2 – 3 см от положения равновесия учащиеся отпускают его и измеряют секундомером время, за которое он совершит 30 полных колебаний.

Учащиеся повторяют опыт ещё 4 раза с маятником, длины которых указаны во втором столбце таблицы.

Результаты измерений заносят в таблицу.

По результатам каждого опыта учащиеся вычисляют период маятника и частоту колебаний маятника.

Результаты вычислений заносят в таблицу.

Учащиеся письменно отвечают на вопросы учителя.

1. С увеличением длины маятника увеличивается период колебаний.

2. С увеличением длины маятника уменьшается частота колебаний.

3. При уменьшении периода колебаний в 2 раза, длину маятника уменьшают в 4 раза.

4. Чтобы увеличилась частота колебаний необходимо уменьшить период колебаний маятника. Чтобы его уменьшить необходимо уменьшить длину маятника, т.к. между длинной маятника и его периодом прямая зависимость.

8. Решение задач творческого уровня (10 мин)

Дополнительная часть лабораторной работы заключается в том, чтобы лучше определить взаимосвязь периода колебаний и длины нитяного маятника. Эта зависимость должна определяться математически. Цель дополнительного задания в том, чтобы выявить математическую зависимость между периодом и длиной маятника. Как это можно сделать? Нужно рассмотреть отношение периодов колебаний маятника и отношение длин маятника. Посмотрим на таблицу, которую используем, и обсудим те величины, которые будем туда заносить.

В первой части мы рассмотрим отношение периода из второго опыта, когда длина маятника составляла 20 см. Отношение мы будем искать к периоду, который получили, когда длина маятника составляла 5 см. Отношение самих длин мы рассмотрим в нижней строке. Итак, в верхней строке отношение периодов T₂/T₁, в нижней строке отношение длин маятника l₂/l₁. Все необходимые данные мы возьмем из предыдущей таблицы. Обратим внимание, что эти вычисления в некоторых случаях получатся приближенными, но это зависит уже от чистоты эксперимента. Если мы обратимся к первой строке, то увидим, что во всех экспериментах отношение периодов будет составлять:

Далее рассмотрим отношение длин маятников. Обратите внимание: в первом случае это отношение равно 4, т. е. 20/5. Во втором случае – 9. В третьем случае – 16. Видно сразу, как будут связаны эти величины. Посмотрите: в первом случае у нас 2 и 4. В другом случае – 3 и 9 и т. д.

Далее сравните числа в первой и второй строке каждого столбца, ответьте на вопросы и сделайте вывод.

Учащиеся выполняют дополнительное задание.

Используя данные таблицы вычисляют отношение периодов и длин маятников.

Полученные значения отношений округляют до целых чисел и заносят в таблицу.

9. Рефлексия деятельности (1 мин)

Учитель задаёт вопросы:

1. 1.За что вы можете похвалить себя?
2. 2. За что вы можете похвалить соседа по парте?
3. 3.За что вы можете похвалить учителя?
4. 4.Возникли ли у вас трудности при выполнении лабораторной работы и с чем это было связано?

Учащиеся производят самооценку работы, отвечая на вопросы учителя.

Участвуют в подведении итогов урока в целом.