Математический маятник

Утверждено на МО: « »_______ 2018г

Руководитель МО:___________________

Методическая разработка лабораторно-практической работы

Автор: Рогаткина Л.С., учитель физики МОУ «Державинский лицей»

Тема: Математический маятник

Класс: 9

Раздел физики: механика

Тема раздела: Механические колебания

Тема урока: Математический маятник

Цель урока:

Проверить на практике справедливость теоретических отношений периода колебаний

математического маятника от его длины.

Задачи урока:

1. Закрепить представление о математическом маятнике и гармонических колебаниях.

2. Осуществить внутрипредметные связи с темой « Ускорение свободного падения. Зависимость ускорения свободного падения от высоты тела над поверхностью Земли»

3. Осуществить межпредметные связи с математикой. Построение графиков по результатам эксперимента.

4. Научиться пользоваться сведениями, полученными из графиков.

5. Расширить кругозор обучающихся.

Какие умения необходимо освоить на уроке:

1. Рассчитывать период колебаний математического маятника и изготавлять простейший маятник по полученным результатам.

2. Научиться практически определять период колебаний маятника на других планетах, применяя формулу T=t/n

3. Научится рассчитывать период колебаний маятника на других планетах и на разной высоте над поверхность Земли.

4. Закрепить умение записывать уравнение гармонического колебания и построения графика по уравнению.

Форма проведения урока:

Лабораторно-практическая работа

Глоссарий

1. Амплитуда гармонических колебаний – наибольшее смещение от положения равновесия.

2. Гармонические колебания –периодические изменения физической величины, происходящие по закону синуса или косинуса.

3. Период колебаний – время одного полного колебания.

4. Уравнение гармонического колебания – уравнение, определяющее закон изменения смещения (х) от времени (t)

5. Ускорение свободного падения – ускорение, с которым тело падает к земле или другой планете только под действием силы тяжести.

Краткое изложение основного материала:

Лабораторная работа

Тема: Математический маятник

Цель:

1. Рассчитать и изготовить секундный маятник.

2. Построить графики зависимости периода колебаний маятника от ускорения свободного падения и высоты над поверхность Земли и проанализировать их.

Оборудование: штатив, нитки, груз, секундомер, рулетка или линейка

Ход работы

1. Записать формулу для расчета периода колебаний математического маятника.

2. Рассчитать, какую длину должен иметь секундный маятник на поверхности Земли.

3. Изготовить маятник и убедиться, что период его колебаний действительно равен 1секунде. Опыт провести 3 раза, результаты занести в таблицу №1

Таблица №1

1. Воспользоваться данными таблицы №2, рассчитать период колебаний данного маяника на поверхности приведенных в таблице астрономических объектов.

Дополнить таблицу своими результатами.

Таблица №2

1. По полученным данным постройте, выбрав разумный масштаб, график зависимости периода колебаний (Т) от ускорения свободного падения (g).

2. Пользуясь графиком определить ускорение свободного падения для двух астероидов, масса которых мала и период колебаний маятника равен 5 и 7 секундам.

3. Сделать вывод по цели, предложив способ определения ускорения свободного падения на различных небесных телах с использованием маятника.

Дополнительное задание

( выполняется дома или на втором уроке)

1. Изготовить маятник с длиной 1 метр.

2. Рассчитать период его колебаний у поверхности Земли и на высоте 10,20,30,50 и 100 километров над поверхностью Земли. Данные занести в таблицу №3.

Таблица №3

1. Построить график зависимости периода колебаний маятника от высоты над поверхностью Земли, выбрав разумный масштаб.

2. Пользуясь графиком определить период колебаний на высотах 40км и 70 км.

3. Сделать вывод по цели, предложив в нем способы определения высоты над поверхность Земли с помощью маятника.