Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета - физика
Класс - 9
УМК (название учебника, автор, год издания) - Физика. 9 кл.: учебник/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. - М.: Дрофа, 2014.
Уровень обучения (базовый, углубленный, профильный) - базовый
Тема урока - Отражение звука. Звуковой резонанс
Общее количество часов, отведенное на изучение темы - 1
Место урока в системе уроков по теме - 35/12
Цель урока – сформировать у учащихся понятие отражения звука, показать, какие условия необходимы для существования эха; познакомить со способами усиления звука, выяснить условия возникновения звукового резонанса.
Задачи урока –
Выяснить как происходит процесс отражения звука, какие условия необходимы для существования эха, какие существуют способы усиления звука; что такое звуковой резонанс и каковы условия его возникновения.
Развивать устную речь обучающихся через организацию диалогического общения на уроке, формировать умение выражать свои мысли в грамматически правильной форме.
Формировать положительную мотивацию к учебе и повышение интереса к знаниям.
Планируемые результаты -
выдвигать гипотезы о зависимости скорости звука от свойств среды.
Техническое обеспечение урока - компьютер, мультимедийный проектор, камертоны, бубен или барабан, нитяной маятник, колокольчик, тонкая металлическая линейка, тиски.
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока (возможны ссылки на интернет-ресурсы) – презентация к уроку с диска «Физика 9 класс» от VIDEOUROKI.NET https://videouroki.net/look/diski/fizika9/index.html
Содержание урока
1. Организационный этап
Взаимное приветствие учителя и обучающихся; проверка отсутствующих по журналу.
2. Актуализация субъектного опыта обучающихся
В начале урока я предлагаю вам поучаствовать в игре «Составляйка». Ваша задача составить ключевое слово. Для этого необходимо решить тест и вписать буквы правильных ответов в табличку, вид которой показан на доске.
1.Какое из перечисленных ниже движений является механическим колебанием?
Т. Движение мяча, падающего на землю
Д. Движение спортсмена, совершающего прыжок в длину
К. Движение струны гитары
2. Амплитуда колебания – это…
Е. Отклонение колеблющегося тела от положения равновесия
У. Наибольшее (по модулю) отклонение колеблющегося тела от положения равновесия
Г. Координата колеблющегося тела
3.Частота колебаний – это…
В. Число колебаний за единицу времени
Ф. Число колебаний за некоторое время
Л. Число колебаний за время, равное периоду колебаний
4. Как изменится частота колебаний математического маятника, если его длину уменьшить?
О. Уменьшится
И. Сначала уменьшится, а затем увеличится
З. Увеличится
- Какое слово получилось?
Получилось слово «Звук».
- Итак, сегодня на уроке мы продолжаем изучать звук.
- Что вы знаете о звуке?
(продольная волна)
- Как возникает звук? Какие условия необходимы для возникновения звука?
(источник звука и среда: твердые тела, жидкости и газы)
- Каков частотный диапазон звуковых волн?
- Как распространяется звук в однородной среде?
(Звучание колокольчика)
- Каким образом у человека вызывается ощущение звука?
Какие бывают источники звуков?
Приведите примеры.
(Естественные и искусственные)
- Итак, звук распространяется в упругой среде. Что вы можете сказать о скорости распространения звука в среде?
- Какой формулой выражается взаимосвязь скорости волны, ее длины и частоты?
- Чему равна длина волны, если ее скорость 1521 м/с, а частота 507 Гц?
Продолжите предложение.
1. При переходе из одной среды в другую меняются …
2. При переходе волны из одной среды в другую ее … не меняется
3. Скорость волны зависит от …
- Каким свойством обладают плохие проводники звука? Где используется это свойство?
(свойства звука) (поглощение)
- Назовите характеристики звука и какие физические величины определяют эти характеристики.
(характеристики) (громкость, высота, тембр, длительность)
Продемонстрируйте это с помощью предметов.
Демонстрации:
1. Звучание камертона
2. Линейка в тисках
- Тембр придает каждому звуку своеобразную окраску, по которой мы можем отличить любой звук от другого.
- Каким свойством еще обладают звуковые волны?
(отражение)
3. Изучение новых знаний и способов деятельности (работа со слайдами презентации)
Сегодня мы завершаем тему — «Колебания и волны» — интересными явлениями. Это отражение волн и звуковой резонанс..
Эпиграфом к сегодняшнему уроку, мы возьмем строки из стихотворения А. С. Пушкина «Эхо»:
Ревет ли зверь в лесу глухом,
Трубит ли рог, гремит ли гром,
Поет ли дева за холмом —
На всякий звук
Свой отклик в воздухе пустом
Родишь ты вдруг.
Вы знаете, что в пустом помещении, в горах или под сводами здания какой-нибудь арки можно наблюдать замечательное явление — эхо. Что такое эхо?
Поэтичную легенду про эхо создали древние греки.
В лесах Эллады, на берегах светлых ручьев, жила прекрасная нимфа по имени Эхо. Ее наказала Гера, жена всесильного Зевса: молчать должна была нимфа Эхо, а отвечать на вопросы она могла, лишь повторяя последние слова.
Однажды в густом лесу заблудился прекрасный юноша Нарцисс, сын речного бога Кефиса и нимфы Лаврионы. С восторгом глядела Эхо на стройного красавца, скрытая от него лесной чащей. Нарцисс огляделся кругом не зная, куда ему идти, и громко крикнул:
– Эй, кто здесь?
– Здесь! – раздался громкий ответ Эхо.
– Иди сюда! – крикнул Нарцисс.
– Сюда! – ответила Эхо.
С изумлением смотрел прекрасный Нарцисс по сторонам. Никого нет. Удивленный этим, он громко воскликнул:
– Сюда, скорей ко мне!
И радостно откликнулась Эхо:
– Ко мне!
Протягивая руки, спешит к Нарциссу нимфа из леса, но гневно оттолкнул ее прекрасный юноша. Никого не любил он, кроме одного себя, лишь себя считал достойным любви. Ушел он поспешно от нимфы и скрылся в темном лесу. Спряталась в лесной чаще и отвергнутая нимфа. Страдает от любви к Нарциссу, никому не показывается и только печально отзывается на всякий возглас...
Но это всего лишь печальная древнегреческая легенда. Посмотрим на эхо с точки зрения современной физики.
Эхо — это явление отражения звуковых волн от плотных объектов.
Когда человек может услышать эхо? Оказывается, чтобы человек смог различить эхо (а точнее, его слуховой аппарат смог различить два сигнала), необходимо, чтобы запаздывание во времени было 0,06 с. Давайте посчитаем: скорость распространения волны в воздухе составляет 340 метров в секунду, поэтому можно рассчитать расстояние до объекта, от которого будет отражаться волна. Должно быть понятно: при перемножении скорости на величину запаздывания мы получаем 20,4 м.
Но, мы должны помнить, что отражение — это изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл. Поэтому расстояние, которое мы получили, можно спокойно разделить пополам. Тогда, если поставить человека на расстояние 10,2 метра от преграды, от которой будет отражаться звук, то он сможет услышать эхо.
А теперь, давайте подумаем, достаточно ли нам будет находиться на этом расстоянии от преграды, что бы услышать эхо?
Каждый из вас когда-нибудь сталкивался с ремонтом в квартире или доме. И все вы знаете, что во время ремонта по комнатам гуляет эхо, которое наиболее отчетливо слышно в больших комнатах. Но что происходит, когда мы оклеим стены, внесем в комнату мягкую мебель и другие предметы интерьера? Эхо исчезает. Все дело в том, что предметы интерьера поглощают звуковые волны. Поэтому, для того, что бы было возможно услышать эхо, необходимо иметь хорошо отражающую поверхность.
На свойстве звука отражаться от гладких поверхностей основано действие рупора — расширяющейся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения. При использовании рупора звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается и он распространяется на большее расстояние.
Мы знаем, что амплитуда установившихся вынужденных механических колебаний достигает наибольшего значения в том случае, если частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой колебательной системы. Это явление называется резонансом. Например, довольно тяжелый нитяной маятник можно сильно раскачать, если периодически дуть на него (даже очень слабой струей) в направлении его движения с частотой, равной его собственной частоте.
Резонанс может быть вызван и действием звуковых волн. Чтобы пронаблюдать это, проделаем следующий опыт. Поставим рядом два одинаковых камертона А и В, обратив отверстия ящиков, на которых они укреплены, навстречу друг другу. Ударяя резиновым молотком по камертону А, приведем его в колебание, а затем приглушим пальцами. Мы услышим звук, издаваемый камертоном В, который отзывается на колебания камертонаА.
Изменим период колебания камертона В, надев на его ножку небольшую муфточку. Повторив опыт, обнаружим, что теперь камертон В уже не отзывается на колебания камертона А.
Ящики, на которых установлены камертоны, способствуют усилению звука и наиболее полной передаче энергии от одного камертона к другому. Усиление звука происходит за счет колебаний самого ящика и особенно столба воздуха в нем.
В музыкальных инструментах роль резонаторов выполняют части их корпусов. Например, в гитаре, скрипке и других подобных им струнных инструментах резонаторами служат деки, которые усиливают издаваемые струнами звуки и придают звучанию инструмента характерную для него окраску — тембр. Тембр звука зависит не только от формы и размера резонатора, но и от того, из какого дерева он изготовлен, и даже от состава лака, покрывающего его.
Резонаторы имеются и в нашем голосовом аппарате. Источники звука в голосовом аппарате — это голосовые связки. Они приходят в колебание благодаря продуванию воздуха из легких и возбуждают звук, основной тон которого зависит от их натяжения.
4. Закрепление материала.
- Давайте рассчитаем наименьшее расстояние, на котором должна находиться преграда, чтобы человек мог услышать эхо, если известно, что человеческое ухо способно различать два звука с промежутком времени между ними не менее 0,1с.
Дано: Решение:
t = 0,1с S = 0,1 ∙340=34м
V= 340м/с L= S/2=17м
L - ?
Ответ: 17м
Наблюдатель находится на расстоянии 85 м от отвесной скалы. Через какое время он услышит эхо от произнесенного восклицания?
Дано: Решение:
S = 170м
V= 340м/с L= S/2
L = 85м t= 0,5с
t - ?
Ответ: t =0,5с
Тест
1. Какой диапазон частот имеют звуковые волны?
э)16 – 20Гц з) 20 – 30кГц ц) 16Гц – 20кГц
2.Как распространяется звук в однородной среде?
х) звук распространяется прямолинейно с постоянной скоростью в одном направлении;
б) звук распространяется по всем направлениям, скорость уменьшается с расстоянием;
е) звук распространяется прямолинейно с постоянной скоростью по всем направлениям.
3. «Пустая телега сильно гремит». О чем идет речь в пословице?
о) о высоте звука р) о громкости д) о резонансе т) о скорости
4. Чему равна длина звуковой волны в воде, если ее скорость равна
1480 м/с, а частота 740 Гц?
л) 0,5 м; о) 2 м; н) 4 м.
5. Когда возникает акустический резонанс?
л) частота колебаний тела равна частоте колебаний звуковой волны
с) частота колебаний тела меньше частоты колебаний звуковой волны
и) частота колебаний тела больше частоты колебаний звуковой волны.
6. Когда возникает эхо?
в) звуковые волны поглощаются телами
к) звуковые волны проходят сквозь тела
о) звуковые волны отражаются от тел, находящихся на их пути.
7. На какую характеристику звука реагирует наше ухо?
ф) длина волны м) частота л) скорость з) на все три
5. Обобщение и систематизация
Подведем итоги урока.
Эхо — это явление отражения звуковых волн от плотных объектов.
- Эхо – это звуковая волна, отраженная какой-либо преградой и возвращающаяся туда, откуда начала распространяться.
- В греческой мифологии это нимфа, с именем которой связали происхождение эха. С ней случилась неразделенная любовь. Пока Эхо не встретила в лесу красавца Нарцисса, все в ее жизни шло прекрасно. Она была весела и счастлива. Но увидев этого мачо, она влюбилась в него по уши и больше не могла беззаботно бегать по лесам. Напрасно, она пыталась соблазнить Нарцисса, тот оставался к ней равнодушен, и в итоге нимфа стала чахнуть. Чахла она, чахла, и остался от нее под конец один лишь голос. А тут еще и боги разгневались, что она не смогла достойно пережить отказ мужчины и отправили ее вечно скитаться по горам и повторять последние услышанные слова. В Олимпии (Греция) в храме Зевса сохранился до наших дней «Портик Эхо». В нем голос повторяется 5 – 7 раз.
6. Домашнее задание §33, итоги главы
Автор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Конспект.docxАвтор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Презентация к уроку.pptx
