Открытый урок по теме "Распространение колебаний в среде. Волны. Продольные и поперечные волны". 9-й класс

Тип урока: урок изучения нового материала.

Задачи:

• обеспечить усвоение знаний о распространении колебаний в среде;
• формировать умение различать продольные и поперечные волны.

Цели:

•  Обучающие: познакомить учащихся с механизмом образования волны, основным свойством бегущих волн; сформулировать определение механических волн; сформировать понятие продольной и поперечной волны.
• Воспитательные: воспитывать у учащихся интерес к исследовательскому эксперименту; формировать внимание учащихся; показать значение физических знаний в жизни человека; поддерживать устойчивый интерес к предмету.
• Развивающие: активизация познавательной деятельности учащихся; расширение кругозора учащихся; установление межпредметных связей; развитие памяти, логического мышления, внимания, эмоций, воли и настойчивости в учении учащихся; умения применять знания в нестандартных ситуациях.

Планируемые результаты:

Предметные: учащиеся научатся описывать механизм образования волн; называть характеризующие волны физические величины; отличать поперечные и продольные волны.

Метапредметные:

• Познавательные – анализировать наблюдаемые явления, обобщать и делать выводы; самостоятельно приобретать новые знания;
• Регулятивные – самостоятельно формулировать познавательную задачу; вносить коррективы и дополнения в способ своих действий;
• Коммуникативные – слышать, слушать и понимать партнёра; планировать и согласованно выполнять совместную работу.

Личностные:

• формирование ответственного отношения к учению;
• развитие инициативности, старательности.

Форма организации занятий: беседа.

Форма организации работы в классе: индивидуальная, групповая, фронтальная, коллективная.

Средства обучения: ноутбук, мультимедийный проектор, экран, презентация к уроку.

Раздаточный материал:

• чайные ложки для проведения опытов (по 1 на каждую парту), катушка ниток;
• пипетка, стакан с водой;
• карточки с тестовыми заданиями на закрепление материала (на каждую парту) (Приложение 1);
• карточки с домашним заданием (на каждую парту);
• карточки с таблицей (рефлексия) (на каждого ученика). (Приложение 2).

1. Организационный момент

(Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Создание в классе атмосферы психологического комфорта.)

Учитель: Ребята, сегодня мы продолжаем рассматривать «Механические колебания», но тему урока вы попробуете определить сами, посмотрев несколько слайдов – подсказок.

А сейчас проверим домашнее задание и выполним тест № 1 на повторение.

2. Проверка домашнего задания

Фронтальный опрос:

• Могут ли свободные колебания быть незатухающими? Почему?
• Какие колебания называются вынужденными?
• Что такое механический резонанс?
• К каким колебаниям – свободным или вынужденным – применимо понятие резонанса?
• Приведите примеры вредного и полезного проявления механического резонанса.

(Далее выполняют тест Приложение 1 с последующей взаимопропроверкой и проверкой по слайду № 2)

Учитель предлагает найти ассоциации к слову «волна». Затем помогает проанализировать полученные слова и сделать вывод об уровне понимания этого слова.

После просмотра слайдов №№ 5-8 определяют тему урока. Учащиеся записывают тему урока и определяют с помощью учителя цели и задачи урока.

• Внимательно прочитайте тему урока.
• Что от вас ожидается на уроке?
• Какие цели и задачи вы можете перед собой поставить?

Сегодня мы познакомимся с механизмом образования волны, основным свойством бегущей волны. Узнаем виды волн, в чем их отличие друг от друга, приведем примеры волновых явлений в природе, проведем демонстрационные опыты, вспомним, где мы уже встречались с таким понятием как волна.

3. Актуализация знаний

Учитель: Так как тема нашего урока сегодня – Волны, то давайте вспомним строки из поэтических произведений, где упоминались бы волны.

Ученики:

• «А волны всё выше, а волны всё круче, а волны уходят под самые тучи». (К.Чуковский)

•  «Ты волна, моя волна, ты гульлива и вольна». (А.С.Пушкин)

•  «На берегу пустынных волн, стоял он дум высоких полн». (А.С.Пушкин)

•  «Волны катятся одна за другою с плеском и шумом глухим». (М.Ю.Лермонтов)

• «Ходят волны в океане ровным строем к ряду ряд». (Н.Шимякина)

•  «Волны шуршат и за пятки хватают, ракушки прямо под ноги бросают». (Я.Миллиз)

Учитель: А теперь давайте посмотрим картины современного художника Владимира Волосова, доктора физико-математических наук. Что на них изображено?

Демонстрируются картины В.Волосова.

Учитель: Какой ещё из художников, изображавших море, вам известен?

Ученики: Айвазовский «Девятый вал».

Демонстрируется картина Айвазовского «Девятый вал».

Учитель: Давайте рассмотрим волны на планете Земля.

Демонстрируются фотографии цунами и барханов.

Учитель: Движение песка в пустыне, переливы ржаного поля тоже подчиняются законам распространения волн.

Демонстрируются плакат с надписью «Невидимые волны».

Учитель: Что это за волны такие? Существуют невидимые звуковые волны.

4. Объяснение нового материала

Учитель: (Организует обсуждение проблемных вопросов).

- Один конец гибкого шнура жестко закрепим, а свободный конец – приведём в колебательное движение. Что мы увидим? Как это объяснить?

Учитель: Что же такое волна?

Ученики записывают определение:

Волна - это колебания, которые перемещаются в пространстве с течением времени.

Учитель: Волны бывают механические и электромагнитные. Электромагнитные волны, представляющие собой распространяющиеся возмущения электромагнитного поля, будут рассмотрены нами позже. А сегодня рассмотрим более подробно механические волны. К механическим волнам относят упругие волны и волны на поверхности жидкости.

Ученики записывают определение:

Упругие механические волны - это возмущения, которые распространяются только в веществе - упругой среде.

Учитель: А в каких же упругих средах могут распространяться механические волны?

• Волны распространяются в жидкости (картины Айвазовского, фотография моря, все мы бросали камешек в реку и видели волны, распространяющиеся от него).
• Волны распространяются в газах (звуковая волна).
• А в твёрдом теле может возникнуть волна?

Проведём следующие опыты.

Опыт 1. Каждый возьмите чайную ложку, которая лежит у вас на столе и ударьте ей по столу. Слышен звук. Теперь приложите ухо к поверхности стола и снова ударьте ложечкой. Звук слышен лучше. Это доказывает, что в твёрдых телах волны распространяются. Можно вспомнить, что о приближении вражеской конницы узнавали, приложив ухо к земле.

Опыт 2. Привяжите к ложечке 2 нити равной длины и приложите их к ушам.

Ложечкой ударьте по краю стола. Слышен звук, похожий на удар колокола (звук передаётся по натянутым нитям).

Ученики: Делают вывод о том, что механические волны могут распространяться в различных средах и записывают это в своих тетрадях. (определяем условия возникновения волн)

Учитель: Давайте рассмотрим виды упругих волн. В любой упругой волне одновременно существуют два вида движения: колебания частиц среды и распространение возмущения, поэтому различают продольные и поперечные волны.

Если при распространении волны направление колебаний частиц и распространения волны совпадают, то такие волны называют продольными. В воздухе или воде распространение волны может происходить за счёт разряжения и сжатия среды. При этом движение отдельных частиц параллельно или другими словами продольно направлению распространения волны. Звук - один из примеров подобных волн.

Продольные волны - это волны сжатия и растяжения, поэтому они могут распространяться в любой среде (твёрдой, жидкой, газообразной).

Если при распространении волны направление колебаний частиц перпендикулярно направлению распространения волны, то такие волны называют поперечными.

Поперечные волны - это волны сдвига, значит, они могут распространяться только в твёрдых телах.

Ученики: Записывают в тетради 2 основных вида волн: продольные и поперечные.

Учитель: Давайте проделаем следующий эксперимент. Выясним, как будут распространяться волны на поверхности воды в стакане, создавая их каплями воды, падающими из пипетки. Демонстрируемая волна на поверхности жидкости является смешанной. Она не является ни продольной, ни поперечной.

Волны распространяются в пространстве, перенося энергию.

А происходит ли перенос вещества при распространении волн? Давайте поставим «эксперимент на себе».

5. Физическая и эмоциональная разгрузка

Ученики выстраиваются шеренгу, держась за руки, или в колонну по одному, кладя руки на плечи впереди стоящего. По команде учителя один из учеников начинает совершать периодические движения в указанном направлении. Колебания передаются другим учащимся и возникает «волна», которую наблюдают учащиеся.
Команды: присядьте, встаньте, нагнитесь влево, нагнитесь вправо (колонна).

Поднимите правую руку вверх, нагнитесь вправо, присядьте, встаньте (шеренга).

Учитель при этом обращает внимание учащихся на то, что при распространении колебаний в пространстве не происходит переноса вещества. Учащиеся остаются на месте, в то время как колебания передаются от одного к другому.

Основное свойство волны

Учитель: Примеры волновых явлений:

•  электромагнитное излучение солнца обогревает Землю;
•  волны океана размывают берега, принося энергию, полученную от ветра или землетрясений вдали от этих берегов;
•  сверхзвуковой реактивный самолёт образует волну сжатия, от которой вылетают оконные стёкла;
•  вибрирующий воздух доносит звуки до наших ушей;
•  можно послать радиоволны к другим планетам и за их пределы;
•  сдвиг земной поверхности в одном месте могут вызвать колебания в достаточно удаленной от места возникновения точке;
•  подводное землетрясение в океане создает цунами - приливную волну;
•  землетрясение 1 апреля 1846 г. вблизи Алеутских островов всколыхнуло Тихий океан с такой амплитудой, что были разрушены селения на его берегах на расстоянии 4000м.

6. Закрепление новых знаний

Учитель раздаёт карточки с тестовыми заданиями (Приложение 1).

Ученики выполняют задания и сдают карточки учителю.

7. Подведение итогов урока, выставление оценок

Учитель подводит итоги урока, выставляет оценки.

8. Задание на дом

Учитель задаёт домашнее задание и комментирует его.

• §31, 32, вопросы.
• Экспериментальное задание: Налейте воду в ванну (таз, чашку) и посредством ритмичных касаний воды пальцем (или линейкой) создайте на её поверхности волны.
  Используя разную частоту колебаний (касаясь воды один или два раза в секунду), обратите внимание на расстояние между соседними гребнями волн.
• Подготовить сообщения «Сейсмические волны» и «Сейсмограф» как дополнение к новому материалу.

9. Рефлексия

(Приложение 2)

• На уроке я работал ...
• Своей работой на уроке я ...
• Урок для меня показался ...
• За урок я ...
• Мое настроение ...
• Материал урока мне был ...
• Домашнее задание мне кажется ...

Литература

1. Учебник «Физика 9 класс» А,В.Перышкин Е.М. Гутник Учебник для общеобразовательных учреждений 4-е издание – М: Дрофа, 2017.
2. Лукашников И. сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждении. - М: Просвещение.
3. ЦОР по физике 9 класс.
4. Шишкин Н.Н. Клуб юных физиков: Кн. для учителя: Из опыта работы. – М.: Просвещение, 1991. – 144.
5. Яндекс. Мультимедиа по физике. Демонстрационный эксперимент по физике. Платонова Т.И. Применение электронной презентации на школьном уроке // www.Mendeleev.upeg.net

Интернет-ресурсы

Анимации по физике:

1. http://somit.ru
2. http://physics.nad.ru
3. http://anna.vega-int.ru