Разработка урока: "Длина волны. Скорость распространения волн"

Дидактическая структура урока

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Задания для учащихся, выполнение которых приведет к достижению планируемых результатов

Планируемые результаты

Предметные

УУД

Организационный момент

 Приветствует учеников, отмечает отсутствующих

 Приветствуют учителя

 коммуникативные

Повторение

 Предлагает решить задачи на ранее изученный материал

 Отвечают на вопросы

С каким понятием мы познакомились на последнем уроке! (Волна)

Вопрос: что такое волна? (Возмущения, распространяющиеся в пространстве, удаляясь от места их возникновения, называются волной)

Вопрос: какие величины характеризуют колебательное движение? (Амплитуда, период и частота)

Вопрос: а будут ли эти величины являться характеристиками волны? (Да)

Вопрос:почему?(волна - колебания)

Вопрос:что же мы будем изучать сегодня на уроке? (изучать характеристики волны)

 регулятивные

Изучение нового материала

Ставит проблемные вопросы

Объясняет новый материал

Показывает презентацию.

 Высказывают свое мнение

Слушают учителя

Записывают тему урока в тетрадь.

Записывают основные понятия в тетрадь

И так мы продолжаем изучать механические волны.

-Если в воду бросить камень, то от места возмущения побегут круги. Будут чередоваться гребни и впадины. Эти круги дойдут до берега.

Пришёл большой мальчик и бросил большой камень. Пришел маленький мальчик и бросил маленький камень. 

Вопрос: будут ли отличаться волны?  (Да)

Вопрос: чем? (Высотой)

Вопрос: а как назвать высоту гребня? (Амплитудой колебания)

Вопрос:а как называется время, которое проходит волна от одного колебания до другого?(Периодом колебания)

 Вопрос: частицы колеблются. А происходит ли перенос вещества? ( Нет)

Вопрос: А что передаётся? (Энергия)

Волны, наблюдаемые в природе, нередко переносят огромную энергию.

Мне бы хотелось предложить кому- нибудь кто желает изучить материал о цунами и на следующем уроке рассказать нам об этом явлении.

Вопрос: как называются такие волны? (Такие волны называются поперечными)

Вопрос- Определение:волны, в которых частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, называютсяпоперечными.

Вопрос: какая волна была показана?    (Продольная)

Вопрос- Определение: волны, в которых колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны, называютсяпродольными.

Вопрос: чем она отличается от поперечной волны? (Нет гребней и впадин, а есть сгущения и разрежения)

Вопрос: Есть тела в твёрдом,  жидком и газообразном состоянии. Какие волны в каких телах могут распространяться?

 Ответ 1:

В твёрдых телах возможны продольные и поперечные волны, так как в твёрдых телах возможны упругие деформации сдвига, растяжения и сжатия

 Ответ 2:

В жидкостях и газах возможны только продольные волны, так как упругих деформаций сдвига в жидкостях и газах нет 

3. Усвоение новых знаний. 

Откройте тетради и запишите тему урока:

Длина волны. Скорость распространения волн.

 Рассмотрим более подробно процесс передачи колебаний от точки к точке при распространении поперечной волны. Для этого обратимся к рисунку, на котором показаны различные стадии процесса распространения поперечной волны через промежутки времени, равные ¼Т.

На рисунке а) изображена цепочка пронумерованных шариков. Это модель: шарики символизируют частицы среды. Будем считать, что между шариками, как и между частицами среды, существуют силы взаимодействия, в частности при небольшом удалении шариков друг от друга возникает сила притяжения.

Схема процесса распространения в пространстве поперечной волны

Если привести первый шарик в колебательное движение, т. е. заставить его двигаться вверх и вниз от положения равновесия, то благодаря силам взаимодействия каждый шарик в цепочке будет повторять движение первого, но с некоторым запаздыванием (сдвигом фаз). Это запаздывание будет тем больше, чем дальше от первого шарика находится данный шарик. Так, например, видно, что четвёртый шарик отстаёт от первого на 1/4 колебания (рис б). Ведь когда первый шарик прошёл 1/4 часть пути полного колебания, максимально отклонившись вверх, четвёртый шарик только начинает движение из положения равновесия. Движение седьмого шарика отстаёт от движения первого на 1/2 колебания (рис. в), десятого — на 3/4 колебания (рис. г). Тринадцатый шарик отстаёт от первого на одно полное колебание (рис д), т. е. находится с ним в одинаковых фазах. Движения этих двух шариков совершенно одинаковы (рис. е).

Запись в тетрадь:  Расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах, называется длиной волны(λ).

6 слайд

Длина волны обозначается греческой буквой λ («ламбда»). Расстояние между первым и тринадцатым шариками (см. е), вторым и четырнадцатым, третьим и пятнадцатым и так далее, т. е. между всеми ближайшими друг к другу шариками, колеблющимися в одинаковых фазах, будет равно длине волны λ.

Вопрос: какая величина одинакова для этих точек, если это волновое движение? (Период)

7 слайд

Запись в тетрадь:  длиной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания в ее источнике. Она равна расстоянию между соседними гребнями или впадинами в поперечной волне и между соседними сгущениями или разряжениями в продольной волне.  

Вопрос: по какой формуле будем считать λ?

Подсказка: Что такое λ?  Это расстояние…

Вопрос: А по какой формуле считают расстояние? Скорость умноженная на время

Вопрос: А какое время?(Периода)

получаем формулу длины волны.

λ = VT,

где λ — скорость волны, V- её скорость, T- период.

Поскольку период колебаний связан с их частотой зависимостью Т = 1/ν , то длина волны может быть выражена через скорость волны и частоту:

λ = V/ν.

Таким образом, длина волны зависит от частоты (или периода) колебаний источника, порождающего эту волну, и от скорости распространения волны.

Формулу списать.

Самостоятельно получить формулы для нахождения скорости волны.

V = λ/T и V = λν.

8 слайд

Формулы для нахождения скорости волны справедливы как для поперечных, так и для продольных волн. Длину волны λ, при распространении продольных волн можно представить с помощью рисунка. На нём изображена (в разрезе) труба с поршнем. Поршень совершает колебания с небольшой амплитудой вдоль трубы. Его движения передаются прилегающим к нему слоям воздуха, заполняющего трубу. Колебательный процесс постепенно распространяется вправо, образуя в воздухе разрежения и сгущения. На рисунке даны примеры двух отрезков, соответствующих длине волны λ. Очевидно, что точки 1 и 2 являются ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах. То же самое можно сказать про точки 3 и 4.

Вопрос: А от чего зависит скорость распространения волны?

Подсказка: Два одинаковых камня уронили с одинаковой высоты. Один в воду, а другой в растительное масло. С одинаковой скорость будут распространяться волны?

Запись в тетрадь:  Скорость распространения волн зависит от упругих свойств вещества и его плотности.

Волны

Поперечные и продольные волны

Длина волны

Скорость распространения волны

 познавательные

Закрепление нового материала

 Предлагает выполнить задание.

 Выполняют задание

Работают с учебником

1. Расстояние между ближайшими гребнями волны в море 20м. С какой скоростью распространяется волна. Если период колебаний частиц в волне 10 с?

Дано: Решение

λ =20 м V = λ/T=20 м : 10 с = 2 м/с

Т= 10 с

Найти:V. Ответ: V = 2 м/с

2. Рыболов заметил, что за 5с поплавок совершил на волнах 10 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн 1м. Какова скорость распространения волн?

Дано: Решение

t=5c Т =t /N=5c : 10 = 0,5с

N= 10 V = λ/T=1 м : 0,5 с = 2 м/с

λ =1 м

Найти:V. Ответ: V = 2 м/с

3. Частота колебаний в волне 10000Гц, а длина волны 2 мм. Определить скорость волны.

Дано: СИ Решение

λ =2 мм 0,002 м Т.к. λ = VT , Т = 1/ν, λ = V/ν, то V = λν= 0,002 м*10000 Гц=

ʋ= 10000 Гц = 20 м/с

Найти:V. Ответ: V = 20 м/с

4. Длина волны равна 2 м, а скорость её распространения 400 м/с. Определить. Сколько полных колебаний совершает эта волна за 0,1 с.

Дано: Решение

V=400 м/с λ = VT =› T= λ / V тогда n = Δt/T= V / λ* Δt=400 м/с* 0,1 c/2м=20

Δt = 0,1 c

λ =2 м

Найти:n. Ответ: n = 20

 регулятивные познавательные

Рефлексия

Задает вопросы 

Подводит итоги

Выставляет оценки за урок

 Отвечают на вопросы, высказывают свое мнение

Что мы сегодня изучали на уроке?

Сегодня на уроке я научился…

Мне было трудно…

Мои достижения на уроке…

Поделимся впечатлением о нашем уроке

Личностные

Коммуникативные