บทเรียนฟิสิกส์เกรด 11 ในหัวข้อ “การสั่นสะเทือนของฮาร์มอนิก แอมพลิจูด คาบ ความถี่ เฟสการสั่น"

วัตถุประสงค์ของบทเรียน: แนะนำนักเรียนให้รู้จักกับแนวคิดของการแกว่งของฮาร์มอนิกเงื่อนไขที่การแกว่งถือเป็นฮาร์มอนิกลักษณะเฉพาะของมันพิสูจน์ว่าการแกว่งของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์และสปริงนั้นเป็นฮาร์มอนิกได้มาจากสูตรสำหรับคาบของลูกตุ้มเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปไม่ได้ของการศึกษาฟิสิกส์โดยไม่ต้อง ความรู้ด้านคณิตศาสตร์แสดงให้เห็นว่าแคลคูลัสเชิงอนุพันธ์และแนวคิดเรื่องอนุพันธ์เป็นเครื่องมืออันทรงพลังในการศึกษาและค้นคว้ากระบวนการและปรากฏการณ์ทางกายภาพ

ประเภทบทเรียน: บทเรียนในการเรียนรู้ความรู้ใหม่.

ระยะเวลาบทเรียน: หนึ่งชั่วโมงการศึกษา

อุปกรณ์: ลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์และสปริง เทปกระดาษยาวกว้าง 25 ซม. หยดหมึกสี เครื่องฉายมัลติมีเดียพร้อมบอร์ดและพีซีที่ติดตั้งแพ็คเกจไมโครซอฟต์ ออฟฟิศและยู่แกรนด์1.

โครงสร้างบทเรียนและเวลาโดยประมาณ

เวลาที่ใช้ไป

ฉัน. ช่วงเวลาขององค์กร

1 นาที

ІІ.

7 นาที

3.1 แรงจูงใจในกิจกรรมการเรียนรู้ของนักเรียน (ข้อความหัวข้อ วัตถุประสงค์ วัตถุประสงค์ของบทเรียน และแรงจูงใจในกิจกรรมการเรียนรู้ของนักเรียน)

3.2 การรับรู้และความตระหนักเบื้องต้นเกี่ยวกับเนื้อหาใหม่ ความเข้าใจในความเชื่อมโยงและความสัมพันธ์ในวัตถุประสงค์ของการศึกษา

3.4 การแก้ปัญหา

30 นาที

(5 นาที +

15 นาที

2 นาที

8 นาที)

IV. สรุปบทเรียน

( ข้อความการบ้านและการสะท้อนกลับ)

7 นาที

Epigraph สำหรับบทเรียน : “วิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งเดียวและแบ่งแยกไม่ได้”
Vladimir Ivanovich Vernadsky (2406-2488) นักวิชาการสถาบันการศึกษารัสเซียวิทยาศาสตร์ , ผู้ร่วมก่อตั้งและประธานคนแรก .

ความคืบหน้าของบทเรียน

ฉัน. ช่วงเวลาขององค์กร

ІІ. ตรวจการบ้าน ทำซ้ำ และแก้ไขความรู้พื้นฐานของนักเรียน ( OPR หน้าผาก ระบบปฏิบัติการ ).

1. มุมวัดเป็นหน่วย SI ในหน่วยใด (ศรี

2. 1 เรเดียนเรียกว่าอะไร? (φ== = ราด=360 0 ⇒ 1 ราด = ≈

≈57,3 0)

3. ความเร็วเชิงมุมเรียกว่าอะไร และมีหน่วย SI คืออะไร

ω= ==2πυ ; (เอสไอ)

4. พิกัดของจุดจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเคลื่อนที่รอบวงกลม? (x=ร=x สูงสุด = x สูงสุด ; ย=ร=ย สูงสุด ย สูงสุด )

5. อนุพันธ์ของฟังก์ชันเรียกว่าอะไร?เอฟ(เอ็กซ์)? สูตรอนุพันธ์คืออะไร?

( x )=

6. อนุพันธ์คืออะไร ((=)

((=)

เอ็กซ์ n (() ׳ = n )

nx ( ( nx ) ׳ = n )

7. ความหมายทางกายภาพ (ทางกล) ของอนุพันธ์คืออะไร?

ก) การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอ:x=x ) + vt ( x ׳ ( ที )=( เอ็กซ์ 0 + vt ) ׳ = โวลต์ .

b) การเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอ:x =x 0 + โวลต์ 0 ที + ( x ׳ ( ที )= (เอ็กซ์ 0 + โวลต์ 0 ที +) ׳ = โวลต์ 0 + ที่ = โวลต์ .

ข้อสรุปหมายเลข 1 : อนุพันธ์อันดับหนึ่งของพิกัดของร่างกายเทียบกับเวลาเท่ากับความเร็วของการเคลื่อนไหวของร่างกาย

วี)(เอ็กซ์ ׳׳ ( ที )= (เอ็กซ์ 0 + โวลต์ 0 ที +) ׳׳ =( โวลต์ 0 + ที่ ) ׳ =ก

ข้อสรุปหมายเลข 2 : І І อนุพันธ์อันดับที่ - ของพิกัดของร่างกายเทียบกับเวลาเท่ากับความเร่งของร่างกาย ด้วยการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอเอ็กซ์ ׳׳ ( ที )= (เอ็กซ์ 0 + โวลต์ 0 ที ) ׳ =ก=0 ไม่มีการเร่งความเร็ว

ที่สาม การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

3.1 แรงจูงใจในการทำกิจกรรมการเรียนรู้ของนักเรียน (ข้อความของหัวข้อ เป้าหมาย วัตถุประสงค์ของบทเรียน และแรงจูงใจในกิจกรรมการศึกษาของเด็กนักเรียน -พิจารณาร่วมกับนักเรียนให้ความสนใจกับความหมายของ epigraph โดยข้อเท็จจริงที่ว่าเนื้อหาบทเรียนที่เป็นวัตถุของการศึกษาจะได้รับการพิจารณาไม่เพียงจากทางกายภาพเท่านั้น แต่ยังมาจากมุมมองทางคณิตศาสตร์ (พีชคณิต) ด้วยซึ่งคณิตศาสตร์ ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือ)

3.2. การรับรู้และความตระหนักเบื้องต้นเกี่ยวกับเนื้อหาใหม่ ความเข้าใจในความเชื่อมโยงและความสัมพันธ์ในวัตถุประสงค์ของการศึกษา .

3.2.1. การสั่นคืออะไร? -เป็นระยะๆ การเคลื่อนไหวซ้ำๆ)

3.2.2. ลักษณะของการสั่นคืออะไร (ลักษณะของการสั่นคืออะไร)? (พิกัด แอมพลิจูด ความเร็ว คาบ ความถี่)

3.2.3 ดังนั้น จากมุมมองของคณิตศาสตร์ ฟังก์ชันใดควรอธิบายการแกว่ง - เชิงเส้น ไม่เชิงเส้น (กำลัง ลอการิทึม ตรีโกณมิติ (คาบ)) - ตามหลักเหตุผลแล้ว เนื่องจากการสั่นคืออะไรเป็นระยะๆ จึงเกิดซ้ำเป็นระยะๆ

3.2.4. จากฟังก์ชันข้างต้น ข้อใดถือเป็นฟังก์ชันคาบ? -ตรีโกณมิติ )

3.2.5. คุณรู้ฟังก์ชันตรีโกณมิติคาบอะไรบ้าง -)

3.2.6. คุณคิดอย่างไรในระหว่างการแกว่งของลูกตุ้ม พิกัด ความเร็ว และความเร่งของมันเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร - ต่อเนื่องหรือกะทันหัน (แยกส่วน) (พิกัดความเร็วและความเร่งเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง )

3.2.7. และเนื่องจากเป็นฟังก์ชันต่อเนื่อง แล้วฟังก์ชันตรีโกณมิติทั้ง 4 ฟังก์ชันใด () ควรอธิบายปริมาณที่แสดงถึงลักษณะกระบวนการออสซิลเลชันใดๆ หรือไม่ (เท่านั้นเพราะพวกมันต่อเนื่องและมีช่องว่าง -แสดงกราฟ ).

3.2.8. คำจำกัดความของการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก

ปริมาณ X (ปริมาณทางกายภาพ) ถือเป็นการสั่นแบบฮาร์มอนิก (การเปลี่ยนแปลง) ถ้าอนุพันธ์อันดับ 2 ของปริมาณนี้เป็นสัดส่วนกับปริมาณ x ตัวมันเอง โดยมีเครื่องหมายตรงกันข้าม:

(*) เอ็กซ์ - ความแตกต่าง สมการ ลำดับที่ 2 (สภาวะฮาร์โมนิซิตี้เอ็กซ์ )

3.2.9. ให้เราพิสูจน์ว่าสมการประเภทเท่านั้น:x=x สูงสุด บาป ω ที และ x=x สูงสุด เพราะ ω ที

เป็นไปตามสมการ (*): =(บาป ω ที ) ’ = ω x สูงสุด เพราะ ω ที .

=( ω x สูงสุด เพราะ ω ที ) ’ = - ω 2 x สูงสุด บาป ω ที = - ω 2 x .

=( เพราะ ω เสื้อ) ’ =- ω x สูงสุด บาป ω ที

=(- ω x สูงสุด บาป ω เสื้อ) ’ = - ω 2 x สูงสุด รหัส ω เสื้อ= - ω 2 x. กับ ดังนั้น :

บทสรุป: สมการเช่นx= x=x สูงสุด บาป ω ที บาป ω ที และ x=x สูงสุด เพราะ ω ที เป็นฮาร์มอนิก

3.2.10. ลักษณะของสมการฮาร์มอนิก

x=x สูงสุด บาป ω ที

x=x สูงสุด เพราะ ω ที , เอ็กซ์ สูงสุด – แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน,ω ที – เฟสการสั่น

ω – ความถี่ไซคลิกของการสั่น

SI - rad, SI - rad/s, SI - m (หากเรากำลังพูดถึงการแกว่งทางกล)

คำจำกัดความ 1 : แอมพลิจูด การสั่นสะเทือนฮาร์มอนิกเอ็กซ์ สูงสุด ค่าที่ใหญ่ที่สุดของปริมาณผันผวนที่ปรากฏก่อนเครื่องหมายถูกเรียกบาป หรือเพราะ ในสมการสมการฮาร์มอนิก

คำจำกัดความ 2 : คาบของการสั่นฮาร์มอนิก T คือเวลาของการสั่นหนึ่งครั้ง

ที = ; เอสไอ-ส

คำจำกัดความ 3 : ความถี่ฮาร์มอนิกυ เรียกว่าจำนวนการสั่นต่อหน่วยเวลา

υ = ; เอสไอ-ส -1 - เฮิรตซ์

คำจำกัดความที่ 4 : เฟสฮาร์มอนิกφ คือปริมาณทางกายภาพที่อยู่ใต้เครื่องหมายบาป หรือเพราะ ในสมการของสมการฮาร์มอนิก และซึ่งสำหรับแอมพลิจูดที่กำหนด จะกำหนดค่าของปริมาณการสั่นโดยไม่ซ้ำกัน

φ = ω ที ; ศรี - ดีใจ

3.2.11. ให้เราพิสูจน์ว่าการแกว่งของลูกตุ้มเป็นแบบฮาร์มอนิก:

ก) สปริง: เอฟ ควบคุม = -kx = แม่; ⇒ ก = - x - เพราะ ก = x ” , แล้วเราก็มี:

x ” = - x ⇒ ฤดูใบไม้ผลิ ω 2 = ⇒ ω = = ; ที่ไหนต = 2 π - สูตรคาบการสั่นของลูกตุ้มสปริง

ข) ทางคณิตศาสตร์ (โหลดที่แขวนอยู่บนด้ายที่ไม่มีน้ำหนักและไม่สามารถยืดออกได้ ขนาดที่สามารถละเลยได้เมื่อเทียบกับความยาวของมัน)

เอฟ วิษุวัต = -มกซิน φ = แม่ ; ⇒ - gsin φ = ก = x ” - เพราะ บาป φ = ⇒ - ก = “ x = - ω 2 x ; ⇒ ทางคณิตศาสตร์ ลูกตุ้มแกว่งอย่างกลมกลืน เพราะω 2 = ⇒ ω = = ; ที่ไหนต = 2 π - สูตรสำหรับคาบการสั่นของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์

3.2.12. ทดลองกับลูกตุ้มบ่อน้ำหมึก (แซนด์บ็อกซ์)

บทสรุป: ประสบการณ์ยืนยันว่าลูกตุ้มแกว่งอย่างกลมกลืน (เนื่องจากร่องรอยมีรูปร่างของไซนัสอยด์)

3.3 สรุปผลสรุปโดยย่อของการศึกษาเนื้อหาทางทฤษฎี

3.4 การแก้ปัญหา

3.4.1 งานทดลอง: ทดลองหาคาบการสั่นของลูกตุ้มสปริงเอ็กซ์ สูงสุด เขียนสมการของการแกว่งแล้วหาโวลต์ สูงสุด และก สูงสุด .(สปริงมีความแข็ง 40 นิวตัน/เมตร รับน้ำหนักได้ 400 กรัม)

ต ≈ 0.67 วิ ⇒ υ == ≈ 1.5 เฮิรตซ์ ⇒ x =0.05cos2 π 1,5 ที = 0,05 เพราะ 3 π ที .

วี= (t)= - 0.15 π บาป3 π เสื้อ ; ก=(ท)=-0.45 π 2 cos3 π ที

3.4.2 ปัญหาหมายเลข 4.1.5 และ 4.1.6 (ชุดปัญหาทางฟิสิกส์ O.I. Gromtseva

สอบ, มอสโก, 2558), หน้า 67

3.4.3 ปัญหาข้อ 4.2.1 และ 4.3.1 – สำหรับนักเรียนที่อ่อนแอ

№ 4.3.12 และข้อ 12.3.2 - สำหรับนักเรียนที่มีค่าเฉลี่ยและแข็งแกร่ง

IV . สรุปบทเรียน (ข้อความการบ้านและการสะท้อนกลับ)

4.1 ดีซี§ 13,14,15, หน้า 65 (ปัญหาการสอบ Unified State หมายเลข A1, A3), หน้า 68 (งานสำหรับการแก้ปัญหาอิสระ - สองปัญหาที่นักเรียนเลือก)

4.2 การสะท้อนกลับ

.

สถาบันการศึกษาเอกชน "สาธารณรัฐไครเมีย

โรงยิม-โรงเรียน-สวนคอนโซล"

ซิมเฟโรโพล

สาธารณรัฐไครเมีย

บทสรุปของบทเรียนเปิดที่สร้างขึ้นในเทคโนโลยีบล็อกโมดูลาร์ในวิชาฟิสิกส์ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 11

หัวข้อบทเรียน: “การแกว่งของฮาร์มอนิก”

เรียบเรียงโดยอาจารย์ฟิสิกส์

หัวไชเท้า E.S.

ตุลาคม 2559

ประเภทบทเรียน:บทเรียนในการสร้างความรู้ใหม่

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:การก่อตัวของแนวคิดเรื่องการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก ลักษณะของกระบวนการออสซิลเลชัน

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

ทางการศึกษา:

ทำซ้ำ

ประเภทของการสั่นสะเทือน

ระบบการสั่นสะเทือนทางกลที่ง่ายที่สุด

กราฟไซน์และโคไซน์

เข้า

แนวคิดเรื่องการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก

สมการการเคลื่อนที่ของการแกว่งฮาร์มอนิก

ลักษณะการสั่นสะเทือน

เรียนรู้

แก้ปัญหาในหัวข้อ “การแกว่งของฮาร์มอนิก”

ยกตัวอย่างจากชีวิต

พัฒนาการ: การพัฒนาการคิดอย่างอิสระ

ทางการศึกษา: พัฒนาความรู้สึกช่วยเหลือซึ่งกันและกัน ความสามารถในการทำงานเป็นกลุ่มและคู่

รูปแบบของงาน: กลุ่ม.

ทรัพยากร (อุปกรณ์):หนังสือเรียนเกรด 11 ในวิชาฟิสิกส์ G.Ya. Myakishev หนังสืออ้างอิงเกี่ยวกับฟิสิกส์ B.M. Yavorsky สารานุกรมฟิสิกส์เบื้องต้น S.V. Gromov รวบรวมปัญหาโดย A.P. Rymkevich กรวยกระดาษบนด้ายที่มีรู ทรายแห้ง เทปกระดาษ

ความคืบหน้าของบทเรียน:

แอปพลิเคชัน

แผ่นเส้นทางหมายเลข 1

แผ่นเส้นทางหมายเลข 2

สรุปกลุ่ม

มาตรฐานการทดสอบฉบับที่ 1

1. การสั่นแบบฮาร์มอนิก

การเคลื่อนที่แบบสั่น– นี่คือการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นซ้ำๆ เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งจุดหนึ่งเมื่อออกจากตำแหน่งสมดุลแล้ว จะเคลื่อนที่ไปในอวกาศในช่วงเวลาที่จำกัด

การสั่นถูกเรียกว่า ฟรี หากเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานที่ให้มาในตอนแรกในเวลาต่อมาไม่มีอิทธิพลภายนอกต่อจุดสั่น

หากในระหว่างการเคลื่อนที่แบบออสซิลเลเตอร์มีเวลาสักระยะหนึ่งหลังจากที่ตำแหน่งของจุดในอวกาศถูกทำซ้ำ การสั่นดังกล่าวจะเรียกว่า เป็นระยะๆ

กระบวนการเป็นระยะแพร่หลายในธรรมชาติและเทคโนโลยี การหมุนของโลกรอบแกนของมันและรอบดวงอาทิตย์ การทำงานของหัวใจ การแกว่งของลูกตุ้ม คลื่นบนน้ำ กระแสไฟฟ้าสลับ แสง เสียง ฯลฯ เป็นตัวอย่างของกระบวนการที่เป็นคาบ

การเคลื่อนไหวเป็นระยะที่ง่ายที่สุดคือ การสั่นสะเทือนฮาร์โมนิค – การแกว่งซึ่งปริมาณการสั่นเปลี่ยนแปลงตามเวลาตามกฎของไซน์หรือโคไซน์การสั่นสะเทือนที่ซับซ้อนใดๆ สามารถสลายตัวเป็นชุดการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิกได้

การสั่นแบบฮาร์มอนิกคือการสั่นแบบคาบกับคาบ

เอ็กซ์ -การกระจัดของจุดจากตำแหน่งสมดุลจะถูกกำหนดโดยไซน์หรือโคไซน์

A คือแอมพลิจูดของการแกว่ง ซึ่งเป็นค่าเบี่ยงเบนสูงสุดจากตำแหน่งสมดุลที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่แบบสั่น

– เฟสการสั่น เฟสแสดงลักษณะของเศษส่วนของแอมพลิจูดที่การกระจัดจะมีในเวลาที่กำหนด

– ระยะเริ่มต้นจะแสดงลักษณะของเศษส่วนของแอมพลิจูดที่การกระจัดจะมีในช่วงเวลาเริ่มต้น

ให้เราพิจารณาภายใต้อิทธิพลของแรงที่เกิดการแกว่ง ในการทำเช่นนี้คุณจำเป็นต้องรู้ มและ เอ็กซ์- เมื่อวิเคราะห์การแกว่งของน้ำหนัก เราจะเห็นว่าน้ำหนักหยุดในตำแหน่งสุดขั้วแล้วเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม กล่าวคือ น้ำหนักมีความเร็วและความเร่งแปรผัน

ความเร็ว

การเร่งความเร็ว

จากกฎข้อที่สองของนิวตัน:

อยู่ภายใต้บังคับ

โหลดจะเกิดการสั่นสะเทือนแบบฮาร์มอนิก

m และ ω เป็นค่าคงที่

การสั่นสะเทือนของฮาร์มอนิกเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของแรงยืดหยุ่นหรือกึ่งยืดหยุ่น

บทบาทของแรงกึ่งยืดหยุ่นสามารถเล่นได้โดยแรงผลลัพธ์:

หรือ

สมการ (7) เรียกว่าสมการเชิงอนุพันธ์ของการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก

2. ลูกตุ้มฟิสิกส์และคณิตศาสตร์

ลองพิจารณาลูกตุ้มทางกายภาพที่มีมุมโก่ง φ ลูกตุ้มทางกายภาพคือวัตถุที่มีแกนหมุน

สำหรับลูกตุ้มทางกายภาพจำเป็นต้องใช้สมการพื้นฐานของไดนามิก

ถ้าเรากำหนดระยะห่างจากจุดศูนย์กลางการหมุนถึงจุดที่ใช้แรง - ก, ไหล่ – p จากนั้นโมเมนต์ของแรงสามารถแสดงได้:

เครื่องหมายลบแสดงว่าโมเมนต์ของแรงทำให้มุมการหมุนลดลง φ

เนื่องจากความเร็วเชิงมุม

หากมุม φ มีขนาดเล็ก ดังนั้น

(**)

ลองเปรียบเทียบ (*) และ (**)

คาบการสั่นของลูกตุ้มทางกายภาพ

คาบการสั่นของลูกตุ้มทางกายภาพขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของมวลสัมพันธ์กับแกนหมุนสำหรับมุมเบี่ยงเบนเล็กน้อย.

มีลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์ - ลูกตุ้มที่มีความยาวแขวนลอยมากกว่าขนาดของลูกตุ้มหลายเท่า อนุญาต กคือความยาวของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์ จากนั้นโมเมนต์ความเฉื่อยของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์:

คาบของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์:

การเคลื่อนที่ของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์ในมุมโก่งขนาดใหญ่จะเป็นการเคลื่อนที่เป็นระยะ แต่ไม่ใช่ฮาร์มอนิก (ระยะเวลาของการแกว่งจะขึ้นอยู่กับการแกว่ง) การสั่นจะฮาร์มอนิกที่มุมโก่งเล็กน้อย

ความยาวที่กำหนด เม.ยลูกตุ้มทางกายภาพคือความยาวของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์ โดยที่คาบของลูกตุ้มทางกายภาพเท่ากับคาบของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์ T ทางกายภาพ = T เสื่อ

เรียกว่าจุดที่ลบออกจากจุดศูนย์กลางการหมุนตามจำนวน ศูนย์กลิ้ง แกนกลิ้งและศูนย์กลางการหมุนสามารถพลิกกลับร่วมกันได้

3. การสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าอิสระในวงจรการสั่น

ในวงจรที่มีการเหนี่ยวนำและความจุอาจเกิดการสั่นทางไฟฟ้าซึ่งปริมาณไฟฟ้า (ประจุ, กระแส, แรงดันไฟฟ้า) เปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ๆ และมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของพลังงานของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ลองพิจารณาวงจรที่ประกอบด้วยขดลวดที่มีความเหนี่ยวนำ L ตัวเก็บประจุที่มีความจุ C และตัวต้านทานที่มีความต้านทาน R เชื่อมต่อเป็นอนุกรม (รูปที่ 1) วงจรดังกล่าวเรียกว่าวงจรออสซิลลาทอรี การแกว่งในวงจรอาจเกิดจากการจ่ายประจุเริ่มต้น ±q ให้กับเพลตตัวเก็บประจุ จากนั้น ณ เวลาเริ่มต้นที่ t = 0 สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุซึ่งมีพลังงานเท่ากับ . เนื่องจากตัวเก็บประจุปิดอยู่กับตัวเหนี่ยวนำ มันจะเริ่มคายประจุ และกระแสไฟฟ้าจะไหลในวงจร ด้วยเหตุนี้ ประจุบนแผ่นตัวเก็บประจุ (และพลังงานสนามไฟฟ้า) จะลดลง และ พลังงานของสนามแม่เหล็กของขดลวดซึ่งเท่ากับจะเพิ่มขึ้น

กรมการศึกษาและวิทยาศาสตร์ของภูมิภาค KEMEROVSK สถาบันการศึกษางบประมาณของรัฐของการศึกษาระดับอาชีวศึกษาระดับมัธยมศึกษา "เทคนิค BELOVSKY ของการขนส่งทางรถไฟ" Reshetnyak Natalya Aleksandrovna ครู การสั่นสะเทือนแบบฮาร์มอนิก การพัฒนาวิธีวิทยาของบทเรียนฟิสิกส์แบบเปิด Belovo 2013 โดยหมายเหตุอธิบาย การพัฒนาระเบียบวิธีมีไว้สำหรับการดำเนินการ บทเรียนฟิสิกส์หัวข้อ "การสั่นของฮาร์มอนิก" ในกลุ่มนักเรียนที่กำลังศึกษาอยู่ในสถาบันการศึกษาระดับมัธยมศึกษาอาชีวศึกษาสาขาวิชาชีพ 150709.02 ช่างเชื่อม (งานเชื่อมไฟฟ้าและเชื่อมแก๊ส) 230103.02 ปริญญาโทการประมวลผลข้อมูลดิจิทัล 140446.03 ช่างไฟฟ้าสำหรับการซ่อมแซมและบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้า (ตามอุตสาหกรรม) หัวข้อแผนการสอน: การแกว่งทางกล หัวข้อบทเรียน: การสั่นแบบฮาร์มอนิก ประเภทบทเรียน: การเรียนรู้เนื้อหาใหม่ วัตถุประสงค์ของบทเรียน: * นักเรียนที่เชี่ยวชาญความรู้ที่จำเป็นในหัวข้อบทเรียน * การสร้างประสบการณ์เชิงปฏิบัติสำหรับนักเรียนเพื่อนำความรู้ทางทฤษฎีที่ได้รับมาในทางปฏิบัติ * การสร้างความสามารถของนักเรียนในการวางแผน กิจกรรมของพวกเขา * นักเรียนก่อตัวมีประสบการณ์ภาคปฏิบัติในการทำการทดลองทางกายภาพ * การก่อตัวของนักเรียนเพื่อสรุปผลการทดลองอย่างอิสระ * การก่อตัวของนักเรียนที่มีความสามารถในการปกป้องมุมมองของพวกเขา * การก่อตัวของความสามารถในการจัดระเบียบงานในกลุ่ม กระจายบทบาทในทีม * การก่อตัวของนักเรียนที่มีความสามารถในการประเมินงานของตนเองและผลงานของนักเรียนคนอื่น ๆ ในบทเรียน KMO: แผนการสอน, รายชื่อนักเรียน, กระดานดำ, ชอล์ก, คำถามสำหรับการสำรวจหน้าผาก, การ์ดที่มีงานในหัวข้อ “ การสั่นแบบอิสระและบังคับ”, การ์ดที่มีงานสำหรับงานทดลอง, ใบไม้, ขาตั้งกล้องพร้อมข้อต่อ, โหลดบนสปริง, ลูกบอลโลหะที่แขวนอยู่, สายวัด, ภาชนะที่มีน้ำ, ด้าย, เทป, กรรไกร, แม่เหล็ก, สมุดงาน, หนังสือเรียน ( Myakishev, G.Ya. ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 [ข้อความ]: หนังสือเรียน เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน: พื้นฐานและโปรไฟล์ ระดับ / G.Ya.Myakishev, B.B. Bukhovtsev, V.M. จารุกิน; แก้ไขโดย เอ็น.เอ.ปาร์เฟนติเอวา. - ฉบับที่ 21 - อ.: การศึกษา, 2555 - 399 น., ป่วย) เครื่องเขียน (ปากกา ดินสอ ไม้บรรทัด) เครื่องคิดเลข นาฬิกาจับเวลา (ในโทรศัพท์มือถือ) ระยะเวลาบทเรียน: 45 นาที สถานที่: ห้องหมายเลข 13 ระดับนักเรียน: ปีที่ 2 ครู: Reshetnyak N.A. แผนที่เทคโนโลยีของบทเรียน เวลา เนื้อหา ส่วนหนึ่งของบทเรียน กิจกรรมของครู กิจกรรมของนักเรียน การสนับสนุนการสอน 3 นาที ส่วนองค์กร 1. การทักทาย 2. การโทรแบบโรล 3. การตั้งเป้าหมาย การโทรแบบทักทาย การโทรแบบทักทาย รายชื่อนักเรียน 37 นาที ส่วนหลัก 8 นาที การอัปเดตพื้นฐาน ความรู้ 1 การสำรวจด้านหน้า 2. งานบนการ์ด คำตอบการสำรวจจากสถานที่ ทำงานในสมุดบันทึก ภาคผนวก A ภาคผนวก B8 นาที การศึกษาวัสดุใหม่ 1. การสั่นสะเทือนอิสระเกิดขึ้นตามกฎของไซน์หรือโคไซน์ 2. คำจำกัดความของการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก 3. ความกว้างของการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก 4. ความถี่ของการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก 5. การพูดนอกเรื่องทางประวัติศาสตร์ขนาดเล็ก เรื่องราว บทสนทนา การสาธิต การฟัง การมีส่วนร่วมในการสนทนา การเขียนคำจำกัดความพื้นฐานและสูตรลงในสมุดบันทึก ภาคผนวก ข21 นาที รวมถึง: 4 นาที 5 นาที 4 นาที 8 นาที การรวมเนื้อหาที่ศึกษา การแก้ปัญหาการทดลอง 1. การสอน การกระจายบัตรงาน 2. การทำการทดลอง 3. บันทึกผลลัพธ์ลงในสมุดบันทึก 4. การป้องกันงาน การบรรยายสรุป การให้คำปรึกษาหากจำเป็น การฟัง การประเมินผล งานในกลุ่มย่อย การป้องกันงาน การประเมินร่วมกัน ภาคผนวก D5 นาที การสะท้อนส่วนสุดท้าย . การบ้าน รูปแบบสุดท้ายของความสุภาพ การประเมินบทเรียน การประเมินบทเรียน คำถามเพื่อการไตร่ตรอง - ภาคผนวก E รายการแหล่งอ้างอิงและแหล่งที่มา 1. Myakishev, G.Ya., ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 [ข้อความ]: หนังสือเรียน เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบันที่มีคำวิเศษณ์ ต่ออิเล็กตรอน สื่อ: พื้นฐานและโปรไฟล์ ระดับ / G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, V.M. จารุกิน; แก้ไขโดย เอ็น.เอ.ปาร์เฟนติเอวา. - ฉบับที่ 21 - อ.: การศึกษา, 2555. - 399 หน้า, ล. ป่วย. - (หลักสูตรคลาสสิก) 2. โวลคอฟ เวอร์จิเนีย การพัฒนาบทเรียนสากลในวิชาฟิสิกส์ [ข้อความ]: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 / วี.เอ. วอลคอฟ. - ม. : VAKO, 2011. - 464 หน้า - (เพื่อช่วยครูในโรงเรียน) 3. คาบาดิน โอ.เอฟ. ฟิสิกส์ [ข้อความ]: อ้างอิง วัสดุ. หนังสือเรียน คู่มือสำหรับนักเรียน / ของ. คาบาดิน. - อ.: การศึกษา พ.ศ. 2528 - 359 หน้า ป่วย 4. ลันเดา แอล.ดี. ฟิสิกส์สำหรับทุกคน [ข้อความ]: / L.D. ลันเดา, A.I. Kitaygorodsky. - ฉบับที่ 3, ลบแล้ว. - อ.: Nauka, 2517. - 392 หน้า, ป่วย. 5. ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 ระดับพื้นฐาน [ข้อความ]: / สมุดงานสำหรับตำราเรียน - อ.: VAP, 1994. - 286 หน้า, ป่วย 6. Grigoriev, V.I. พลังในธรรมชาติ [ข้อความ]: / V.I. Grigoriev, G.Ya. ไมอาคิเชฟ. - ฉบับที่ 5 แก้ไขใหม่ - อ.: Nauka, 2520. - 416 หน้า, ป่วย. 7. Moshchansky, V.N. ประวัติฟิสิกส์ในโรงเรียนมัธยม [ข้อความ]: / V.N Moshchansky, E.V. ซาเวโลวา. - อ.: การศึกษา พ.ศ. 2524 - 205 น. ป่วย 8. เอโนโชวิช อ.ส. คู่มือฟิสิกส์ [ข้อความ]: / A.S. เอโนโชวิช - ฉบับที่ 2 แก้ไขใหม่ และเพิ่มเติม - อ.: การศึกษา พ.ศ. 2533 - 384 หน้า ป่วย ภาคผนวก A คำถามสำหรับการสำรวจด้านหน้า 1. การสั่นสะเทือนทางกลใดที่เรียกว่าอิสระ บังคับ หรือหน่วง? ยกตัวอย่าง. 2. ลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์คืออะไร? แสดงรายการคุณลักษณะของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์ 3. ความเร็วและความเร่งของลูกตุ้มเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในช่วงเวลาหนึ่ง? เกิดอะไรขึ้นกับพลังงานของลูกตุ้มในเวลานี้? ภาคผนวก B การ์ดที่มีภารกิจในหัวข้อ “การสั่นแบบอิสระและการบังคับ” การสั่นใดในรายการที่ว่างและอันใดที่ถูกบังคับ ตัวเลือกที่ 1 ก) ความผันผวนของใบไม้บนต้นไม้ในช่วงลม ข) การเต้นของหัวใจ c) การแกว่งของโหลดบนสปริง ง) การสั่นของสายเครื่องดนตรีหลังจากที่ดึงออกจากตำแหน่งสมดุลและปล่อยทิ้งไว้ที่อุปกรณ์ของมันเอง จ) การสั่นของเข็มในจักรเย็บผ้า ตัวเลือกที่ 2 ก) การสั่นสะเทือนของลูกสูบในกระบอกสูบ b) การสั่นสะเทือนของลูกบอลที่แขวนอยู่บนเส้นด้าย c) การสั่นของเส้นเสียงขณะร้องเพลง ง) การสั่นของรวงข้าวโพดในทุ่งท่ามกลางสายลม จ) การแกว่งของวงสวิง ภาคผนวก ข ข้อความของการพูดนอกเรื่องทางประวัติศาสตร์ กาลิเลโอกำหนดความเป็นอิสระของคาบการสั่นของลูกตุ้มจากแอมพลิจูดและมวล โดยสังเกตในระหว่างการประกอบพิธีในอาสนวิหารปิซาว่าตะเกียงแกว่งไปมาอย่างไรเมื่อแขวนลอยเป็นเวลานาน และเขาวัดเวลาตามจังหวะของเขา ชีพจรของตัวเอง ภาคผนวก ง การแก้ปัญหาการทดลองในหัวข้อ “การสั่นสะเทือนทางกล” ทางเลือกที่ 1 สร้างลูกตุ้มสองตัวจากวิธีการที่มีอยู่โดยมีน้ำหนักขนาดเท่ากันและมีสารแขวนลอยที่มีความยาวเท่ากัน แต่มีอันหนึ่งที่มีมวลมากกว่าอันอื่น เบี่ยงเบนพวกมันไปในมุมเดียวกันจากตำแหน่งสมดุล คำนวณระยะเวลาของการแกว่ง เปรียบเทียบค่าที่ได้รับ วาดข้อสรุป การแกว่งจะหยุดพร้อมกันหรือไม่? อธิบายว่าทำไม ตัวเลือกที่ 2 สร้างลูกตุ้มเหล็กจากวัสดุที่มีอยู่ คำนวณระยะเวลาของการแกว่งของมัน คาบจะเปลี่ยนไปหรือไม่หากวางแม่เหล็กไว้ใต้ลูกตุ้ม? ตรวจสอบสมมติฐานของคุณโดยทดลอง (วางแม่เหล็กที่ระยะห่าง 5-10 มม. จากลูกตุ้ม) อธิบายผลการทดลอง ตัวเลือก 3 สร้างลูกตุ้มจากวัสดุที่มีอยู่ คำนวณระยะเวลาของการแกว่งของมัน การสั่นสะเทือนจะใช้เวลานานเท่าใดจึงจะสงบลง? ลดลูกตุ้มลงไปในน้ำแล้ววัดระยะเวลาการแกว่งและการสลายตัวของมันอีกครั้ง เปรียบเทียบค่าที่ได้รับ อธิบายผลการทดลอง ตัวเลือกที่ 4 สร้างลูกตุ้มจากวัสดุที่มีอยู่ คำนวณระยะเวลาของการแกว่งของมัน ความยาวของลูกตุ้มควรเปลี่ยนอย่างไรเพื่อให้คาบเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า? ทดสอบสมมติฐานของคุณแบบทดลอง สรุปว่าคาบการแกว่งของลูกตุ้มขึ้นอยู่กับความยาวของมันอย่างไร ตัวเลือกที่ 5 สร้างลูกตุ้มจากวัสดุที่มีอยู่ คำนวณความถี่ของการสั่นของมัน ความยาวของลูกตุ้มควรเปลี่ยนอย่างไรเพื่อให้ความถี่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า? ทดสอบสมมติฐานของคุณแบบทดลอง สรุปว่าคาบการแกว่งของลูกตุ้มขึ้นอยู่กับความยาวของมันอย่างไร ภาคผนวก E คำถามเพื่อการไตร่ตรอง - สิ่งใดที่คุณสนใจมากที่สุดในชั้นเรียนวันนี้? - คุณเรียนรู้เนื้อหาที่คุณพูดถึงได้อย่างไร? - อะไรคือความยากลำบาก? คุณจัดการเพื่อเอาชนะพวกเขาได้หรือไม่? - บทเรียนวันนี้ช่วยให้คุณเข้าใจประเด็นของหัวข้อได้ดีขึ้นหรือไม่ - ความรู้ที่คุณได้รับในบทเรียนวันนี้จะเป็นประโยชน์กับคุณหรือไม่? 2