Реферат: Бурлова Ольга Николаевна, Учитель физики школы №6, г. Череповец Повторительно обобщающий урок

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:

Определение

Как можно получить? (с помощью чего и что для этого надо сделать)

Можно ли увидеть колебания?

Сравнение колебательных систем.

Превращение энергии

Причина затуханий свободных колебаний.

Аналогичные величины

Уравнение колебательного процесса.

Виды колебаний.

Применение

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

^ Вопрос учащимся

кадр на экране

Механические колебания

Электромагнитные колебания

^ Сформулируйте определения механических и электромагнитных колебаний

это периодические изменения координаты, скорости и ускорения тела.

это периодические изменения заряда, силы тока и напряжения

^ 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

кадр на экране

Механические колебания

Электромагнитные колебания

^ Как можно получить колебания?


С помощью колебательной системы (маятников)

С помощью колебательной системы (колебательного контура), состоящего из конденсатора и катушки.




а) пружинного;




б) математического




^ 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.

^ Вопрос учащимся

кадр на экране

Механические колебания

Электромагнитные колебания

«Что необходимо сделать, чтобы в колебательной системе возникли колебания?»

Вывести маятник из положения равновесия: отклонить тело от положения равновесия и опустить




вывести контур из положения равновесия: зарядить конденса­тор от источника постоянного напряжения (ключ в положении 1), а затем перевести ключ в положение 2.



^ 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



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

^ Кадр на экране



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).



Время

колебательный контур

пружинный маятник



на конденсаторе находится максимальный заряд – qm,



смещение тела от положения равновесия максимально – xm,





при замыкании цепи конденсатор начинает разряжаться через катушку; возникает ток и связанное с ним магнитное поле. Вследствие самоиндукции сила тока нарастает постепенно



тело приходит в движение, его скорость возрастает постепенно вследствие инертности тела





конденсатор разрядился, сила тока максимальна – Im,



при прохождении положения равновесия скорость тела максимальна – vm,





вследствие самоиндукции сила тока уменьшается постепенно, в катушке возникает индукционный ток и конденсатор начинает перезаряжаться



тело, достигнув положение равновесия, продолжает движение по инерции с постепенно уменьшающейся скоростью





конденсатор перезарядился, знаки заряда на обкладках поменялись



пружина максимально растянута, тело сместилось в другую сторону





разрядка конденсатора возобновляется, ток течёт в другом направлении, сила тока постепенно растёт



тело начинает движение в противоположном направлении, скорость постепенно растёт





конденсатор полностью разрядился, сила тока в цепи максимальна - Im



тело проходит положение равновесия, его скорость максимальна - vm





вследствие самоиндукции ток продолжает течь в том же направлении, конденсатор начинает заряжаться



по инерции тело продолжает двигаться в том же направлении к крайнему положению





конденсатор снова заряжен, ток в цепи отсутствует, состояние контура аналогично первоначальному



смещение тела максимально. Его скорость равна 0 и состояние аналогично первоначальному





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

кадр на экране

Механические колебания

электромагнитные колебания

^ Почему свободные колебания затухают?

колебания затухают под действием силы трения (сопротивления воздуха)

колебания затухают, так как контур обладает сопротивлением

^ 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:

Смещение

x  q

Заряд

Скорость

V  I

Сила тока

Масса

m  L

Индуктивность

Жёсткость

k 

Величина, обратная ёмкости

Коэффициент трения

μ  R

Сопротивление

Кинетическая энергия

Eк  Wм

Энергия магнитного поля

Потенциальная энергия

Еп  Wэ

Энергия электрического поля

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


Видеосюжеты: 1) возможные видеосюжеты свободных колебаний


^ Механические колебания


Электромагнитные колебания

шарик на нити, качели, ветка дерева, после того как с неё слетела птица, струна гитары


колебания в колебательном контуре



2) возможные видеосюжеты вынужденных колебаний:


^ Механические колебания

Электромагнитные колебания

игла швейной машины, качели, когда их раскачивают, ветка дерева на ветру, поршень в двигателе внутреннего cгорания

работа электробытовых приборов, линии электропередач, радио, телевидение, телефонная связь, магнит, который вдвигают в катушку




^ Вопрос учащимся

кадр на экране

Механические колебания

Электромагнитные колебания

^ Сформулируйте Определения свободных и вынужденных колебаний.

Свободные - это колебания, которые происходят без воздействия внешней силы Вынужденные - это колебания, которые происходят под воздействием внешней периодической силы.

Свободные - это колебания, которые происходят без воздействия переменной ЭДС Вынужденные — это колебания, которые происходят под воздействием переменной ЭДС

^ 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:

Колебание геомагнитного поля Земли под действием ультрафиолетовых лучей и солнечного ветра (видеосюжет)

Влияние колебаний магнитного поля Земли на живые организмы, движение клеток крови (видеосюжет)

Вредная вибрация ( разрушение мостов при резонансе, разрушение самолётов при вибрации) - видеосюжет

Полезная вибрация (полезный резонанс при уплотнении бетона, вибросортировка - видеосюжет

Электрокардиограмма работы сердца

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

Пружинный маятник

Математический маятник

Колебательный контур





Выразим h через х из подобия ∆АОЕ и ∆АВС