Laboratorinis darbas Nr.3 priklausomybės tyrimas. Laboratorinis darbas „Matematinės švytuoklės svyravimų tyrimas“ (Eryutkin E.

Pamokos tema: " Laboratoriniai darbai Nr. 3 „Srieginės švytuoklės laisvųjų svyravimų periodo ir dažnio priklausomybės nuo jos ilgio tyrimas“.
Tikslas: Išsiaiškinti, kaip nuo jos ilgio priklauso švytuoklės svyravimų periodas ir dažnis
Švietimas:
Stiprinti mokinių žinias apie savybių ryšį svyruojantis judesys
Pakartokite, kokie dydžiai apibūdina svyruojantį judėjimą
Išspręskite problemas naudodami šiuos kiekius
Švietimas:
Kompetencijos ugdymas:
ugdomasis ir organizacinis (gebėjimas vykdyti tarpusavio kontrolę, savikontrolę, laikytis saugos priemonių dirbant su prietaisais).
Edukacinis ir intelektualinis (gebėjimas įrodyti, apibendrinti, analizuoti ir daryti išvadas, paaiškinti reiškinius, pasirinkti pagrindinį dalyką).
Mokomasis ir informacinis (gebėjimas dirbti su vadovėlių tekstais).
Lavinantis ir komunikabilus (gebėjimas išklausyti kitus mokinius ir mokytojus, bendradarbiauti grupėje, planuoti savo veiklą).
Švietimas:
1. Dvasinis ir dorinis ugdymas
Įranga pamokai: trikojis, tinkleliai, siūlai, kamuoliukai su magnetais, nendriniai jutikliai, kaiščiai, movos, plieninės juostelės su magnetiniu pagrindu, laboratoriniai vadovai
Mokytoja turi: kompiuterį, interaktyviąją lentą, projektorių, USB laidą

Pamokos planas
Apsisprendimas veiklai (turimų žinių, susijusių su sriegio švytuoklės laisvais svyravimais, atnaujinimas).
Mokomoji ir pažintinė veikla (laboratorinių darbų atlikimas pagal tikslą).
Atlikimo kokybės diagnostika edukacinė užduotis(ataskaitos rengimas).
Intelektuali-transformacinė veikla (veiksmų planavimas pagal ugdomąją užduotį).
Refleksinė veikla (rezultato įvertinimas švietėjiška veikla).
Pamokos eiga.
Pamokos žingsneliai
Mokytojų veikla
Studentų veikla

I Organizacinis etapas
Etapo tikslai:
įtraukti mokinius į mokymosi veiklą;
nustatyti pamokos turinį.
Laba diena. Prašau atsisėsti.
1 SKAIDRĖ
Primenu apie saugos priemones su įranga:
Prieš pradėdami darbą, atidžiai išstudijuokite jo aprašymą ir supraskite jo įgyvendinimo eigą.
Būkite dėmesingi, drausmingi, atsargūs ir griežtai vykdykite mokytojo nurodymus.
Neišeik darbo vieta be mokytojo leidimo.
Įrankius, medžiagas, įrangą darbo vietoje išdėstykite mokytojo nurodyta tvarka.
Nelaikykite darbo vietoje daiktų, kurie nėra reikalingi užduočiai atlikti.
Neįjunkite maitinimo šaltinių be mokytojo leidimo.
Atsiradus kritinei situacijai ar pablogėjus sveikatai, nedelsiant nutraukti darbą ir informuoti mokytoją.
Mokiniai surašo pamokos temą į sąsiuvinius.

II. Pamokos tikslų ir uždavinių nustatymo etapas. Žinių atnaujinimas
Etapo tikslai:
metu organizuoti komunikacinę sąveiką
kuris identifikuojamas ir užfiksuojamas išskirtinė savybė
užduotis, sukėlusi mokymosi veiklos sunkumų;
susitarti dėl pamokos tikslo ir temos
2 SKAIDRĖ
– Kaip vadinasi laboratorinis darbas?
– Koks šio darbo tikslas pagal kūrinio pavadinimą? (Išsiaiškinkime, kaip nuo jos ilgio priklauso švytuoklės svyravimų periodas ir dažnis)
Atsiverskite 34 puslapį ir perskaitykite darbą.
– Kokią įrangą naudotume jūs ir aš, jei dirbtume su įprastine laboratorinė įranga? (trikojai, siūlai, rutuliai, chronometrai, sankabos)
– Kokią skaitmeninę įrangą turime? (trikojai, nešiojamieji kompiuteriai, sriegiai, rutuliai su magnetais, nendrių jutikliai, kaiščiai, movos, plieninės juostelės su magnetiniu pagrindu)
3 SKAIDRĖ
- Pateikite svyruojančių judesių (sūpynės ir kt.) pavyzdžių.
– Pakartokime fiziniai dydžiai, kurių ryšį reikia patikrinti. Apibrėžkite svyravimų periodą. (Laikas, kurio reikia vienam visiškam svyravimui)
Kaip jis žymimas? (T)
Kokiais vienetais galima išmatuoti svyravimo periodą? (sek., valandos, min.)
Kas yra virpesių dažnis? (Svyravimų skaičius per laiko vienetą)
Kaip tai susiję su laikotarpiu? ( atvirkštinis laikotarpis, nu (v) = 1/T)
Kaip galima apskaičiuoti svyravimų periodą, žinant svyravimų skaičių ir šių svyravimų laiką? (Padalinkite laiką iš svyravimų skaičiaus)

Atsakykite į klausimus

III. Naujų žinių ir veiklos būdų mokymosi etapas.
Etapo tikslai:
organizuoti komunikacinę sąveiką kurti
naujas veikimo būdas, pašalinantis nustatytos priežasties priežastį
sunkumai;
pataisyti naujas būdas veiksmai ženkle, žodiniai
forma ir naudojant standartą.
Kol kas prie įrangos neliečiame. Surinkę instaliaciją, pagal aprašymą knygoje arba pavyzdį ant mano stalo, įjunkite internetinius kompiuterius, darbalaukyje paleiskite programą „Workshop“ (rodau). Jei programa turi mėlyną ekraną, paskambinkite man. Pasirinkite "Mechanika" - darbas 1.10
Rodomi pagrindiniai mygtukai
Tęskite laboratorinius darbus.
Visiems mokiniams atlikus darbą, parodau ataskaitos formato pavyzdį. Ir aš siūlau po registracijos atlikti naujus matavimus, neuždarius programos iš kitos ilgos gijos. Ir išvadoje surašykite T teorinį, T praktinį ir dažnį, apibendrinkite.
Studentai savarankiškai parengia atlikto darbo ataskaitą ir apibendrina tyrimo rezultatus. Įvertinimas

Užsirašykite pastabas, atidžiai klausykite, užduokite klausimus

V. Naujos medžiagos tvirtinimo etapas
Scenos paskirtis:
Išbandykite savo gebėjimą pritaikyti naują mokymosi turinį
V standartinėmis sąlygomis remiantis jūsų sprendimo palyginimu
su savitikros standartu.
4 SKAIDRĖ
Švytuoklė atliko 180 svyravimų per 72 sekundes. Nustatykite svyravimų periodą ir dažnį.
Duota: Formulė: Sprendimas:
N = 180 T = 13 QUOTE 1415 T = 13 QUOTE 1415 = 0,4 s
t=72s
·=13 CITATA 1415
·= 13 QUOTE 1415=2,5Hz
T-?
·-?
5 SKAIDRĖ
IN Izaoko katedra Sankt Peterburge buvo švytuoklė, kurios pakabos ilgis buvo 98 m. Kodėl lygus laikotarpiui jo dvejones? Kiek svyravimų jis padaro per 1 minutę?
T = 2
·13 CITATA 1415
T = 2*3,14 * šaknis (98/9,8) = 19,86 sek

60 sek. / 19,86 = 3 virpesiai per minutę
6 SKAIDRĖ
1) Ant sriegio pakabinta apkrova sukelia nedidelius virpesius. Darant prielaidą, kad svyravimai neslopinami, nurodykite visus teisingus teiginius:
A. Kuo ilgesnis siūlas, tuo trumpesnis laikotarpis dvejonės.
B. Virpesių dažnis priklauso nuo apkrovos masės.
B. Apkrova praeina pro pusiausvyros padėtį reguliariais intervalais.
T = 2
·13 CITATA 1415
2) Koks yra ilgis matematinė švytuoklė(cm), jei jo svyravimų periodas yra 2s?
13 QUOTE 1415= T / 2
·
l/g = (T / 2
·)^2
l = (T / 2
·)^2 * g
l = (2/2*3,14) ^ 2 * 9,8
l = 0,99 m
7 SKAIDRĖ
3) Kiek kartų ir kaip pasikeis švytuoklės svyravimo periodas, jei jos ilgis sumažės 4 kartus?
Sumažės 2.
4) Ar padidinote ar sumažinote švytuoklės ilgį, jei jos virpesių dažnis iš pradžių buvo 3 Hz, o vėliau 6 Hz?
Laikotarpis sumažėjo. Siūlas buvo sumažintas

VI. Atspindys.
Etapo tikslai:
įrašyti naują pamokoje išmoktą turinį;
įvertinti savo veiklą pamokoje;
padėkoti klasės draugams, kurie padėjo pasiekti pamokos rezultatus;
įrašyti neišspręstus sunkumus kaip būsimos edukacinės veiklos kryptis;
Kas atsitiko? Kas nepavyko?
Kas sukėlė sunkumų? Į ką pirmiausia reikėtų atkreipti dėmesį?
Kaip vertinate savo darbą klasėje apskritai?
8 SKAIDRĖ

Išeidami nupieškite švytuoklę ant lentos. Jei jis nedvejoja ir išlieka subalansuotoje padėtyje, tada pamoka jums nepatiko. Jei nukrypau 180 laipsnių, tai man labai patiko. Atitinkamai galite pakeisti kampą.
Mokinių atsakymai pagal pageidavimą

Užsiėmimams su padidintas lygis sudėtingumo

Galite pakviesti vieną iš mokinių prie mokytojo stalo, kad jis atliktų eksperimentą su demonstraciniu trikoju ir kamuoliuku, pakabintu ant sriegio. Mokiniai gali garsiai (vienbalsiai) skaičiuoti matematinės švytuoklės svyravimus, o 2-3 žmonės matuoja laiką naudodami chronometrus. mobiliuosius telefonus. Tada apskaičiuojamas švytuoklės svyravimo periodas. Pakeiskite švytuoklės ilgį ir pakartokite veiksmą.
Tai leis mokiniams pakeisti veiklos tipą ir įtikins juos, kad priklausomybė T = 2
·13 CITATA 1415 yra teisinga

4 pav.ўђAntraštė 315

__________________________ _________________.

Pavardė, vardas Data

Laboratorinis darbas Nr.3

„Švytuoklės laisvųjų svyravimų periodo ir dažnio priklausomybės tyrimas
dėl sriegio ilgio... ir ne tik ant jo"

Atrask švytuoklės paslaptis!

Tikslas: 1. Suprasti ir eksperimentiškai patikrinti, nuo ko priklauso švytuoklės mažųjų svyravimų periodas.

Norėdami tai padaryti, patikrinkite:

Ar švytuoklės svyravimo periodas priklauso nuo svyruoklio masės? Ar švytuoklės svyravimo periodas priklauso nuo pradinio stūmimo greičio? Ar švytuoklės svyravimo laikotarpis priklauso nuo sriegio ilgio?

Preliminarios tikrintinos prielaidos vadinamos hipotezėmis

Įranga: liniuotė, matavimo juosta, siūlas, chronometras.

Priedai: trikojis, mova, strypas, svarmenys - veržlės, sriegis ant šautuvo.

Matavimo objektai: kelių pilnų švytuoklės svyravimų laikas (10 arba 20).

Nustatyti instrumentų padalijimo kainą ir matavimo limitą. Užsirašyk.
Darbo tvarka: ar švytuoklės svyravimų periodas priklauso nuo svirties masės?

Sumontuokite movą ir horizontalų strypą į trikojį 50–60 cm aukštyje nuo stalo paviršiaus (arba naudokite kitus įrenginius). Prie sriegio galo pririškite veržlę. Kitame siūlų gale padarykite kilpą, per kurią bus patogu pakabinti ir nuimti siūlą. Išmatuokite laiką, per kurį švytuoklė atlieka 10 arba 20 visiškų svyravimų. Įrašykite matavimo rezultatus į 1 lentelę. Pakabinkite kitą veržlę. Pakartokite matavimus. Pakartokite matavimus su trimis veržlėmis. Padarykite išvadą.

1 lentelė. Švytuoklės svyravimo periodo priklausomybė nuo svorio masės

Siūlo ilgis yra _______________. cm

Iš pradžių lengvai stumkite svorį. Išmatuokite svyravimo periodą Paspauskite švytuoklės svirtį šiek tiek stipriau. Dėmesio! Švytuoklės svyravimai turi išlikti maži. (su maža apimtimi). Išmatuokite virpesių periodą. Dar stipriau stumkite švytuoklę. Dar kartą išmatuokite virpesių periodą. Matavimo rezultatus užrašykite į 1 lentelę.

2 lentelė. Švytuoklės svyravimo periodo priklausomybė nuo pradinio stūmimo greičio _______________. cm

Išmatuokite sriegio svyravimo periodą esant keturiems ar penkiems skirtingų ilgių sriegiams. Matavimo rezultatus užrašykite į 3 lentelę. 2 lentelė. Švytuoklės svyravimo periodo priklausomybė nuo sriegio ilgio

Tema: Sriegio švytuoklės laisvųjų svyravimų periodo ir dažnio priklausomybės nuo jos ilgio tyrimas.

Darbo tikslas: išsiaiškinti, kaip nuo jos ilgio priklauso sriegio švytuoklės laisvųjų svyravimų periodas ir dažnis.

Įranga:

• trikojis su mova ir kojele;
• rutulys, prie kurio pritvirtintas 130 cm ilgio siūlas;
• ištrauktas per gumos gabalą;
• laikrodis su naudota ranka arba metronomu.

Naudojimo instrukcijos

1. Sąsiuvinyje nubraižykite lentelę, kurioje užfiksuoti matavimų ir skaičiavimų rezultatai.

2. Ant trikojo kojelės pritvirtinkite gumos gabalėlį su kabania švytuokle, kaip parodyta paveikslėlyje. Šiuo atveju švytuoklės ilgis turi būti lygus 5 cm, kaip nurodyta pirmojo eksperimento lentelėje. Išmatuokite švytuoklės ilgį, kaip parodyta paveikslėlyje, t. y. nuo pakabos taško iki rutulio vidurio.

3. Norėdami atlikti pirmąjį eksperimentą, pakreipkite rutulį iš pusiausvyros padėties nedidele amplitude (1-2 cm) ir atleiskite. Išmatuokite laikotarpį t, kurio metu švytuoklė atliks 30 pilnų svyravimų. Matavimo rezultatus įrašykite į lentelę.

4. Atlikite likusius keturis eksperimentus taip pat, kaip ir pirmąjį. Šiuo atveju ilgis l Kiekvieną kartą nustatykite švytuoklę pagal jos vertę, nurodytą šio eksperimento lentelėje.

5. Kiekvienam iš penkių eksperimentų apskaičiuokite ir lentelėje užrašykite laikotarpio reikšmes Tšvytuoklės svyravimai.

V. Apskaičiuokite kiekvieno iš penkių eksperimentų dažnio reikšmes ν švytuoklės svyravimai pagal formulę: v = 1/T arba v = N/t. Įveskite gautus rezultatus į lentelę.

7. Padarykite išvadas, kaip nuo jos ilgio priklauso švytuoklės laisvųjų svyravimų periodas ir dažnis. Užrašykite šias išvadas.

8. Atsakykite į klausimus. Padidinkite arba sumažinkite švytuoklės ilgį, jei:

1. jo svyravimų periodas iš pradžių buvo 0,3 s, o pakeitus ilgį tapo 0,1 s;
2. jo virpesių dažnis iš pradžių buvo lygus 5 Hz, o vėliau sumažėjo iki 3 Hz?

Papildoma užduotis

Užduoties tikslas: išsiaiškinkite, koks matematinis ryšys tarp švytuoklės ilgio ir jos svyravimų periodo.

Naudojimo instrukcijos

1. Nupieškite lentelę savo sąsiuvinyje

2. Naudodamiesi pagrindinio darbo lentelės duomenimis, apskaičiuokite ir užrašykite lentelėje pateiktus periodų ir ilgių santykius (skaičiuodami laikotarpių santykius, rezultatus suapvalinkite iki sveikų skaičių).

3. Palyginkite visų keturių lentelės stulpelių rezultatus ir pabandykite juose rasti bendras modelis. Remdamiesi tuo, pasirinkite iš penkių žemiau esančių lygybių tas, kurios teisingai atspindi santykį tarp švytuoklės svyravimo periodo T ir jo ilgis l:

kur k gali paimti šias vertes: 2, 3, 4, 5.

4. Pasirinkite tinkamą iš penkių toliau pateiktų teiginių.
Kai švytuoklės sriegio ilgis padidėja 4 kartus, jo svyravimų laikotarpis:

1. padidėja 4 kartus;
2. sumažėja 4 kartus;
3. padidėja 2 kartus;
4. sumažėja 2 kartus;
5. padidėja 16 kartų.

Ši pamoka skirta temai „Laboratorinis darbas „Matematinės švytuoklės laisvųjų svyravimų periodo ir dažnio priklausomybės nuo jos ilgio tyrimas“. Tai praktinė pamoka leis jums konsoliduoti anksčiau išstuduotą medžiagą. Šiame laboratoriniame darbe jūs ir jūsų mokytojas atliksite įdomūs tyrimai ir išsiaiškinti, kaip sriegio švytuoklės laisvųjų svyravimų periodas ir dažnis priklauso nuo jos ilgio.

Papildoma laboratorinio darbo dalis – geriau apibrėžti santykius svyravimų periodas ir sriegio švytuoklės ilgį. Ši priklausomybė turi būti nustatyta matematiškai. Tikslas papildoma užduotis yra nustatyti matematinį ryšį tarp švytuoklės laikotarpio ir ilgio. Kaip tai galima padaryti? Reikia atsižvelgti į požiūrį svyravimų periodaišvytuoklė ir švytuoklės ilgių santykis. Pažiūrėkime į naudojamą lentelę ir aptarkime vertes, kurias ten įvesime.

Pirmoje dalyje pažvelgsime į periodo santykį iš antrojo eksperimento, kai švytuoklės ilgis buvo 20 cm. Ieškosime santykio su periodu, kurį gavome, kai švytuoklės ilgis buvo 5 cm Apatinėje eilutėje apsvarstysime pačių ilgių santykį. Taigi, viršutinėje eilutėje yra periodų santykis, apatinėje - švytuoklės ilgių santykis. Mes paimsime visus reikiamus duomenis iš ankstesnės lentelės. Atkreipkite dėmesį, kad kai kuriais atvejais šie skaičiavimai bus apytiksliai, tačiau tai priklauso nuo eksperimento grynumo. Jei pasuksime į pirmąją eilutę, pamatysime, kad visuose eksperimentuose periodų santykis bus:

Toliau apsvarstykite švytuoklių ilgių santykį. Atkreipkite dėmesį: pirmuoju atveju šis santykis yra 4, t.y. Antruoju atveju - 9. Trečiuoju atveju - 16. Iš karto aišku, kaip šios reikšmės bus susijusios. Pažiūrėkite: pirmuoju atveju turime 2 ir 4. Kitu atveju turime 3 ir 9 ir t.t.

Darome išvadą, kad laikotarpis bus proporcingas švytuoklės ilgio kvadratinei šaknims. Šią priklausomybę galime panaudoti ateityje analizuodami tokius svyravimus:

Iš to išplaukia, kad laikotarpį galime rašyti kaip .

Kitaip tariant, jei padidinsime švytuoklės ilgį 4 kartus, tai periodas padidės 2 kartus. Jei švytuoklės ilgį padidinsime 3 kartus, tai periodas padidės koeficientu. Ir tt Tai laboratorinių darbų rezultatas.

Nuorodos

1. Aksenovičius L.A. Fizika į vidurinę mokyklą: teorija. Užduotys. Testai: vadovėlis. lengvatos bendrojo lavinimo įstaigoms. aplinka, švietimas/L.A. Aksenovičius, N.N. Rakina, K.S. Farino. Red. K.S. Farino. - Minskas: Adukatsiya ir vyakhavanne, 2004 m.
2. Fizika: mechanika. 10 klasė: vadovėlis. už nuodugnų fizikos studiją / M.M. Balašovas, A.I. Gomonova, A.B. Dolitsky ir kt. G.Ya. Myakiševa. - M.: Bustard, 2002. - 496 p.
3. Pradinis vadovėlis fizika. Red. G.S. Landsbergis. T. 3. - M., 1974 m.

1. Interneto portalas "eduspb.com" ()
2. Interneto portalas „physics.ru“ ()
3. Interneto portalas „fizmat.by“ ()

Namų darbai

1. Kas yra matematinė švytuoklė? Užrašykite tokios švytuoklės periodo formulę.
2. Vienos matematinės švytuoklės periodas yra 10 s, o kitos – 6 s. Nustatykite trečiosios matematinės švytuoklės, kurios ilgis lygus nurodytų švytuoklių ilgių skirtumui, svyravimo periodą.
3. Matematinės švytuoklės ilgis yra 25 cm. Nustatykite jos svyravimų Žemėje periodą ir dažnį.