Тема урока «Механические колебания»

Северо-Казахстанская область,
район Магжана Жумабаева
Булаевская школа-гимназия
имени Батыр Баяна
Урок физики 9 класс
Учитель Касибаева Жибек Айтжановна
Тема урока: «Звук. Характеристики звука»
Цель урока: ознакомить учащихся со звуковыми волнами как одним из видов механических волн, изучить основные характеристики звуковых
волн.
Задачи урока:
Образовательная: сформировать понятия: звук, источник звука, частота звуковых колебаний; чистый тон, обертон, высота и тембр звука,
определить значение звука в различных видах искусства и жизни человека.
Развивающая: приводить примеры звуковых колебаний в различных средах, источников звука; объяснять зависимость от частоты высоты звука
и громкости от амплитуды, обеспечить развитие аналитических умений.
Воспитательная: обеспечить стимулирование интереса к предмету, воспитание культуры логического воспитания и самостоятельности.
Оборудование урока:
Демонстрации: звучание камертона; возбуждение звуковых волн при помощи металлической линейки; бумажный рупор; работа
широкополосного динамика.
Тип урока: Изучение нового материала
Методы и приемы: индивидуальная, коллективная, фронтальный опрос (выступления с докладами); частично-поисковый; программированный
контроль – тесты, преобразовательный метод, т.е. при условии усвоения учащимися изученного материала, вырабатывается умение творчески
применять полученные навыки в процессе разгадывании загадок.
Ход урока
Этапы урока
Деятельность учителя
Деятельность Использование
ученика
электронного
учебника
Приветствуют
I.
Вводно- Объявление темы и цели урока.
учителя
мотивационный
момент.
Проверку домашнего задания можно построить на заслушивании докладов заранее Выступают с
II.
подготовленных учеников. При выслушивании докладов у учащихся неизбежно возникнут докладами
Актуализация
опорных знаний вопросы, на которые отвечают, как правило, сами докладчики. Такая форма опроса и
проверки знаний активизирует познавательную деятельность учащихся, а также развивает
самостоятельность в работе с литературой.
Записывают в
III.
Изучение План изложения нового материала:
1. Определение звуковых волн. Механические волны занимают очень широкий диапазон тетрадях тему
нового
материала.
по частоте колебаний. Он условно занимает частотный спектр 0≤vм≤200кГц. На простом
примере можно убедиться, что один и тот же тип колебаний в определенной ситуации мы
можем слышать, а в другой - нет: длинная линейка, защемленная в тисках, совершает
колебания, которые мы не слышим. Стоит только укоротить линейку и возбудить в ней
колебания, как мы сразу станем их слышать. Какой вывод можно сделать? При этом важно
заметить, что частота колебаний возросла. Упругие волны, которые воспринимаются
человеческим слухом, называются звуковыми. Раздел механики, изучающий звуковые
волны, называется акустикой. Ухо нормального человека устойчиво может воспринимать
звуковые колебания в диапазоне частот от v=20Гц до v=20000Гц. Конечно, далеко не каждый человек может воспринимать волны с v=20 Гц или v=20000 Гц. В тоже время
человеческое ухо очень чутко реагирует на колебания внешней среды, хотя с возрастом эта
чувствительность уменьшается. Для взрослого человека весь акустический диапазон
недоступен и рабочим диапазоном является 50Гц≤vзв≤ 4000Гц. Важность звуковых волн
трудно переоценить. Общение людей основано на возможности воспринимать речь другого
человека.
2. Источники звука. Искусственные и естественные источники. Любое тело,
совершающее колебания с частотой 20Гц≤v≤20000Гц, порождает возникновение звуковых
волн и называется источником звука. Среди животных, птиц и рыб существуют виды,
которые воспринимают упругие волны с очень низкими и с очень высокими частотами.
Самым универсальным в этом смысле является дельфин, который способен воспринимать
волны с частотой колебаний в диапазоне 0,4кГц<v<200кГц. Среди источников звука есть
как естественные источники, так и искусственные. Примером искусственных источников
звука является камертон Он был изобретен в начале ХVIII века для настройки
музыкальных инструментов. Суть образования звуковой волны камертоном заключается в
том, что при ударе по одной его ветви, вторая ветвь также начинает колебаться. Для
усиления звуковых волн ветви камертона часто укрепляют на резонаторном ящике,
который открыт с одного торца. Стандартный камертон выдает волны с частотой 440 Гц.
Звуковые колебания возникают не только в твердых телах и не только от колебания
твердых тел. Примером образования звуковых волн в воздухе является образование грома
при грозовых разрядах. Физика данного явления заключается в том, что рядом с каналом
грозового разряда воздух нагревается до очень большой температуры и его расширение
приводит к образованию ударной волны. Она затем постепенно переходит в звуковые
колебания. Типичным примером источника звука является и обычная звуковая сирена. Ее
работа основана на периодическом прерывании воздушного потока, проходящего через
колесо с отверстиями. Частота звука такой сирены определяется по формуле: v=n•k, где n число оборотов колеса за 1 с, а k - число отверстий в колесе. Звуковые волны являются
урока и
слушают
объяснение
Наблюдают за
демонстрацие
й опыта с
металлическо
й линейкой и
отвечают на
вопрос.
Наблюдают за
демонстрацие
й
работы
камертона.
продольными, они образуются при деформациях сжатия-растяжения в любых средах:
жидкость, твердое тело, газ.
Определите источники звука в загадках
На треугольник деревянный
Натянули три струны
В руки взяли заиграли –
Ноги сами в пляс пошли (Балалайка)
Пастись корову на лужок
Отправила хозяйка,
Повесив маленький звонок.
Что это? Отгадай-ка! (Колокольчик)
Аппарат небольшой,
Но удивительный такой.
Если друг мой далеко,
Говорит мне с ним легко. (Телефон)
Два братца
В одно донце стучатся.
Но не просто бьют –
Вместе песню поют. (Барабан)
3. Громкость и высота звука. При этом учащиеся наблюдают, что это устройство как бы
фокусирует звуковую волну, не давая ей быстро угасать. Мы знаем, что важнейшими
характеристиками любой волны являются скорость, амплитуда, период и длина. Для
звуковой волны основными становятся амплитуда А и период колебаний Т. Почему? Любое
человеческое ухо может воспринимать волну лишь при определенной амплитуде колебаний
и определенной частоте. Оптимальный диапазон для человека 1000Гц≤v≤5000Гц. В этом
случае без напряжения человек воспринимает звуковую волну. Говоря об энергии,
переносимой волной. Мы связываем это с величиной амплитуды колебаний. Но это можно
делать, измеряя интенсивность звука. Под интенсивностью звука понимают ту энергию,
которая в течение 1 с переносится через площадь, равную 1 м2. Человек может
воспринимать волны с очень малой и очень большой интенсивностью. При этом данные
интенсивности звуков могут отличаться в триллионы раз. Данный факт подчеркивает, что
человеческие органы слуха очень совершенны и гибки в смысле настройки на разные
волны. Любая физическая величина должна быть измерена. За единицу громкости принят 1
сон. 1 сон - небольшая единица. Этому значению соответствует тихий разговор. Шум
улицы - примерно 10 сон. Звук работающего реактивного двигателя составляет примерно
250 сон. Начиная с громкости 200-210 сон возникают болевые ощущения.
Разгадывают
загадки
Демонстрация
бумажного
рупора.
Ответ
учащихся
Знакомятся с
таблицей
в
которой
показаны
диапазоны по
частоте
музыкальных
инструментов
и
человеческого
голоса.
IV. Закрепление.
V. Рефлексия.
4. Тон и тембр. Любая звуковая волна характеризуется и высотой звука. Она определяется
частотой колебаний в волне. Для волны, в которой есть колебания только одной частоты,
вводят понятие тона. Если звуковая волна имеет несколько звуковых частей, то говорят о
тембре. Именно тембр позволяет различать знакомые голоса от незнакомых, звучание
гитары от флейты. Тембр - индивидуальная особенность сложной звуковой волны.
5. Использование мегафонов и громкоговорителей, фонографов. Для усиления
человеческого голоса используют мегафоны и громкоговорители (динамики). Оказывается,
что рупор можно применять не только для усиления звуковых волн, но и для усиления
звука при приеме. Очень наглядным является опыт, который можно легко поставить в
классе. На расстоянии 4-5 метров стоят два ученика. Один из них при помощи рупора
шепчет произвольные фразы. При этом второй ученик не различает пришедшие волны.
Если он приложит к уху второй рупор, то смысл фраз становится понятным. В основу
первых звукозаписывающих и воспроизводящих устройств (фонографов) был положен
принцип улавливания звуковых волн рупором с последующей передачей колебаний
мембраны на иглу, которая оставляла канавки на поверхности фольги. Воспроизведение
производилось путем перемещения иглы потовым канавкам по фольге.
а) Работа с гипертекстом электронного учебника. Краткий конспект.
б) Выполните кратковременный тест.
1. Среди перечисленных характеристик звука укажите физиологические. А) Амплитуда
колебаний; В) Громкость; С) Интенсивность; Д) Частота колебаний; Е) Высота.
2. Как называется единица громкости? А) Герц; В) Децибел; С) Сон; Д) Дэн.
3. Как называется первый аппарат для записи и воспроизведения звука? А) Патефон; В)
Граммофон; С) Фонограф; Д) Сонограф.
4. Ветви камертона совершают колебания с частотой 440 Гц. Сколько колебаний успевают
совершить ветви этого камертона за 1,5 секунд? А) 330; В) 660; С) 1320.
5. Высота звука зависит от ... А) Амплитуды колебаний; В) частоты колебаний; С)
скорости звука; Д) Тембра; е) Интенсивности.
Заполните таблицу:
Фамилия имя Что знал? Что узнал? С чем не согласен? Что непонятно?
VI.
Домашнее Прочитать параграф, ответит на вопросы в конце параграфа.
задание.
Можно
продемонстри
ровать,
как
изменяется
громкость при
помощи
усилителя,
соединенного
с динамиком.
Работают
с
гипертекстом
ЭУ.
Выполняют
проверочную
работу
в
тетрадях.
Учащиеся
заполняют
таблицу
Записывают
домашнее
задание
ЭУ «Физика»
9 класс Блок
«Колебания и
волны»
Модуль
«Волны»
Подмодуль
«Звук.
Характеристик
а
звука»
(гипертекст)