Учительська світлиця

УРОК № 49 / I.4-3. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4 «ДОСЛІДЖЕННЯ КОЛИВАНЬ МАТЕМАТИЧНОГО МАЯТНИКА»

Мета: 1) закріпити знання учнів про теорію коливального руху, сформувати експериментальні вміння — від планування експерименту до формулювання висновків дослідження коливань математичного маятника та з'ясування залежностей між фізичними величинами, що визначають період коливань математичного маятника;

2) продовжити формування предметної компетентності учнів, сприяти удосконаленню експериментальних умінь учнів, уміння аналізувати результати експериментальних даних та робити необхідні висновки;

3) продовжити розвиток комунікативної компетентності учнів шляхом організації роботи в малих групах.

Очікувані результати: учні знають послідовність виконання експерименту: від планування, підбору необхідного обладнання, вибору способів фіксації до обробки результатів експерименту.

Тип уроку: урок формування експериментальних умінь.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ 0,5 хв

II. ПЕРЕВІРКА ГОТОВНОСТІ ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ, ІНСТРУКТАЖ З БЖ 2 хв

Правила техніки безпеки. Розташуйте прилади на робочому столі так, щоб уникнути їх падіння. Будьте обережні, не розгойдуйте маятник більше, ніж потрібно; слідкуйте за тим, щоб нікого не вдарити кулькою.

III. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ 35 хв

Лабораторна робота № 4. «Дослідження коливань математичного маятника»

Мета: дослідити залежності періоду та частоти вільних коливань математичного маятника від його довжини, амплітуди коливань і його маси.

Обладнання: штатив з муфтою й лапкою, металева куля з ниткою довжиною 130 см, на якій підвішено гумку або ластик (для зміни та фіксації довжини нитки), вимірювальна стрічка, секундомір або метроном.

Хід роботи

1. Повторіть § ....

Питання для самоконтролю:

1) Який рух називають коливальним? Які величини характеризують коливальний рух?

2) Що таке період? як експериментальним шляхом можна визначити період коливань?

3) Що таке частота коливань? Як експериментальним шляхом визначити частоту коливань?

4) Яка існує залежність між періодом та частотою?

5) Які коливання називають вільними?

6) Що таке маятник?

2. Встановіть штатив на краю стола. Закріпіть гумку, на яку підвішено металеву кульку на нитці, в лапці штативу.

Визначення залежності періоду та частоти коливань математичного маятника від його довжини.

2.1. Для проведення першої серії дослідів встановіть довжину маятника — 5 см. (Довжина маятника вимірюється від точки підвісу до середини металевої кульки). Відхиліть кульку від положення рівноваги на невелику відстань — амплітуда 1-2 см та відпустіть. Виміряйте час t, за який маятник здійснить 30 повних коливань. Результати вимірювань запишіть у таблицю.

2.2. Проведіть ще 4 досліди, змінюючи довжину нитки відповідно до значень, указаних у таблиці.

2.3. Для кожного досліду розрахуйте значення періоду коливань, використовуючи формулу:

2.4. Розрахуйте частоту коливань:

2.5. Зробіть висновок, як період та частота залежать від довжини нитки маятника.

Дослідження залежності періоду коливань математичного маятника від амплітуди коливань

2.6. Для проведення другої серії дослідів виберіть довільну довжину математичного маятника, яка під час проведення дослідів залишається незмінною. Відхиліть маятник від положення рівноваги та виміряйте амплітуду коливань. Відпустивши маятник, визначте час 30 повних коливань.

2.7. Повторіть досліди ще 4 рази, змінюючи амплітуду коливань. Усі дані занесіть до таблиці.

2.8. Проведіть аналіз отриманих даних та зробіть висновок про залежність періоду коливань математичного маятника від його амплітуди.

Дослідження залежності періоду коливань математичного маятника від його маси

2.9. Для проведення третьої серії дослідів виберіть довжину маятника, яка залишається незмінною. Алгоритм виконання дослідів, як в п. 2.1. та 2.6.

2.10. Повторіть ще 4 рази цей дослід, змінюючи масу маятника. Усі дані занесіть до таблиці.

2.10. Проведіть аналіз отриманих даних та зробіть висновок щодо залежності періоду коливань математичного маятника від його маси.

Висновок: ______________________________________________

_______________________________________________________

_______________________________________________________

Контрольні питання

1. Чи залежить період коливань математичного маятника від проміжків часу, які були виміряні під час проведення дослідів?

2. Який фізичний сенс періоду та частоти коливань?

3. Визначте, скільки коливань здійснить маятник, який був використаний в роботі, за 10 хвилин.

*Додаткове завдання

З’ясуйте математичну залежність між періодом та довжиною маятника.

Для цього:

1. Для першої серії дослідів визначте співвідношення, наведені в таблиці:

2. Порівняйте результати всіх чотирьох стовпців та спробуйте визначити загальну закономірність.

3. Зробіть висновок про залежність між періодом та довжиною маятника.

IV. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ УЧНІВ 2 хв

V. РЕФЛЕКСІЯ

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Повторити відповідний параграф підручника, конспект уроку, виконати завдання за задачником.