Урок по теме Звуковой резонанс

«УТВЕРЖДАЮ»
руководитель методического объединения
( физика, химия, биология)
Шадури М. И._______________ «_15__»_____декабря_______2015__ г.
Составитель: преподаватель физики Гарагуля С.Л.
Предмет: физика
Тема урока: «Звуковой резонанс»
КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО УРОКА
Методическая цель урока : активизация познавательной деятельности суворовцев в процессе изучения звукового резонанса
Образовательная цель урока: познакомить суворовцев с явлением звукового (акустического) резонанса, сформировать у суворовцев понимание условий, необходимых для получения звукового резонанса. Рассмотреть практическое использование звукового резонанса.
Воспитательная цель урока: способствовать повышению культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу, подчеркивая практическую значимость приобретенных знаний и умений. Способствовать развитию творческого отношения к учебной деятельности в процессе совместной работы при изучении особенностей звукового резонанса.
Развивающая цель урока: создать условия для развития исследовательских и творческих навыков, навыков общения и совместной деятельности. Обеспечить условия для развития умений устанавливать причинно-следственные связи между явлением резонанса и условиями, необходимыми для его возникновения. Способствовать развитию умений учащихся обобщать полученные знания, проводить анализ, синтез, сравнения, делать необходимые выводы
Тип урока: урок ознакомления с новым материалом
Вид урока: смешанный
Форма организации урока: групповая
Используемые педагогические технологии: технология развивающего обучения,
Метод обучения: частично-поисковый
Материальное обеспечение урока:
Камертоны с резонаторами (частотой 440Гц)
Камертоны без резонаторов ( частотой 440Гц)
Камертоны другой частоты
Компьютер и мультимедийный проектор
Видеофрагмент №1 «Звуковой резонанс»
Видеофрагмент №2 «Акустическое оружие»
Видеофрагмент №3 «Влияние музыки на песок, воду и огонь»
Фотографии резонаторы в музыкальных инструментах, резонаторы у зайца и у слона.
Фонендоскоп
Листы картона
Лис ватмана и маркеры
Основные этапы открытого урока
№ Этапы урока Время Цели и задачи Деятельность преподавателя Деятельности суворовца
1 Организационый 3 Подготовка суворовцев к занятию Проверяет готовность суворовцев к занятию, побуждая к активной работе на уроке. Принимает рапорт Сдают рапорт. Полная готовность суворовцев включение суворовцев в деловой ритм.
2 целеполагание3 Обеспечение мотивации и принятия суворовцами цели урока Проводит эксперимент с камертонами, подводит суворовцев к формулировке цели урока Суворовцы совместно с преподавателем участвуют в демонстрации эксперимента, самостоятельно формулируют цель урока
3 Поисковый 7 Постановка проблемной задачи практического характера Формирует поисковые группы, побуждает желания суворовцев самостоятельно добывать все недостающие факторы при исследовании особенностей акустического резонанса
Суворовцы, работая в группах, самостоятельно исследуют условия возникновения резонанса и факторы, влияющие на степень выраженности резонанса, делают самостоятельные выводы
4 Актуализация знаний учащихся 5 Актуализация опорных знаний и умений в объяснении явления акустического резонанса и условий необходимых для его существования Предлагает вопросы, позволяющие систематизировать полученные экспериментальные данные по установлению условий, приводящих к возникновению звукового резонанса ( приложение1) , обращает внимание на факторы, позволяющие получать наиболее выраженный звуковой резонанс Суворовцы, работая в группах, формулируют условия возникновения резонанса и определяют факторы, влияющие на проявление акустического резонанса. Делают необходимые записи в тетради.
4 Усвоение новых знаний 17 Рассмотрение различных проявлений звукового резонанса в природе, медицине, технике и военном деле Предлагает к рассмотрению вопросы, демонстрирует видеофрагмент№1, предлагает к применению устройства, работающие за счет звукового резонанса (стетоскоп, рупор), предлагает к самостоятельному рассмотрению дополнительный материал ( приложение2) Отвечают на вопросы преподавателя, участвуют в практической деятельности, работают с дополнительной литературой, делают сообщения по анной теме
5 Обобщение и систематизация 5 Обобщение и систематизация условий и примеров проявления звукового резонанса Предлагает по группам записать все примеры проявления и использования звукового резонанса в природе, медицине, технике и военном деле. Демонстрирует видеофрагмент №2 Суворовцы работают в группах, обобщая информацию, полученную на уроке, обсуждают информацию, дополняя друг друга
6 Рефлексия, подведение итогов урока 3 Мобилизация суворовцев на рефлексию своих действий на уроке Помогает суворовцам осмыслить и правильно оценить свои действия на уроке, предлагая выполнить задание по группам ( приложение3) Демонстрирует видеофрагмент №3 Осмысление суворовцами результатов своих действий на уроке при письменном ответе на поставленные перед ними вопросы
7 Задание на самоподготовку, инструктаж по его выполнению 2 Обеспечение понимания цели, содержания и способов выполнения домашнего задания. Проверка соответствующих записей Выдает суворовцам домашнее задание с подробными пояснениями по его выполнению
Задание на сам\по: итоги гл.6 упр.6 Получают задание с подробными пояснениями его выполнения
Преподаватель___________Гарагуля С.Л. «__15__»___декабря_______________2015_г.

План-конспект урока:
1.Здравствуйте товарищи суворовцы. Предлагаю заполнить лист рефлексии (анонимно) Прежде чем начать наш урок проверим, готовы ли мы к работе. На столах перед ними развернутыми в мою сторону стоят камертоны ( нота ля). Я возбуждаю камертон и останавливаю. Суворовцы слушают свои камертоны. Как вы думаете, о чем сегодня пойдет речь на нашем уроке? Правильно сегодня мы будем говорить о звуковом резонансе. Записали тему урока и домашнее задание.
Приложение 1
Товарищи суворовцы, а что такое звук? Что является причиной возникновения звука? А какие величины характеризуют звук? ( громкость, определяется амплитудой колебаний, измеряется в Беллах и децибелах , высота звука зависит от частоты, интенсивность звука, определяется энергией, переносимой через единицу поверхности за 1с. Я предлагаю вам, используя камертоны, выяснить (условия которые должны исследовать записать на доске)
1) Какие условия должны выполняться ,чтобы возник звуковой резонанс.
2) при каких условиях резонанс не возникает. Какие факторы влияют на степень выраженности резонанса, т.е.
3)при каких условиях резонанс более отчетливо выражен. (Суворовцы, работают в группах, обсуждают). Из гостей, присутствующих на уроке сделать еще одну группу (по возможности)
Суворовцы докладывают, к каким выводам они пришли. Обобщаем сказанное, и демонстрирую еще раз резонанс, кладу кусочек мела на один из камертонов и обсуждаем, почему нет резонанса ( В результате возбуждения ветвей одного из камертонов вокруг него возникает звуковая волна и он выступает в качестве вынуждающей силы. В случае, если собственная частота колебаний второго камертона совпадет с частотой первого , то возникает резонанс, т.е. произойдет резкое увеличение амплитуды колебаний ветвей второго камертона и он зазвучит). Записываем в тетради, что такое резонанс и условие резонанса. Какова роль ящика под камертоном? Это резонатор. Он подобран таким образом, чтобы частота его собственных колебаний совпадала с частотой колебаний камертона. ( обратить внимание, что для камертонов разных частот размеры резонаторов отличаются друг от друга. Площадь ящика намного превосходит площадь ветвей камертона, т.е. звучит и сам резонатор тоже. Обратите внимание, что наиболее выражен резонанс когда резонаторы повернуты друг к другу, т.е. объем воздуха в резонаторе увеличивается, что приводит к дополнительному усилению отражающихся от поверхностей резонаторов волн. Внутри ящика волны накладываются друг на друга, усиливаются и выходят из отверстия направленным потоком. Покрутить резонатор. Закрыть и открыть его рукой.
А как вы думаете, что общего между слоном и зайцем ( на экран вывести их фотографии)? ( их уши- это большие резонаторы, обратите внимание на то, что уши слона в складочку и внутри ушей есть волоски-резонаторы, что усиливает звуковой резонанс. Кроме того хобот слона это тоже резонатор. Знаете ли вы, что слоны слышат друг на расстоянии 10 км ( правда они еще слышат инфразвук через подошвы ног. Слоны в день пьют 140-160л воды и без нее они не могут. Поэтому слоны слышат ливневые дожди на расстоянии 240 км. Вы обращали внимание, как громко квакают лягушки. У них тоже есть свои резонаторы А есть ли у нас резонаторы? (ушная раковина, горло). Предложить суворовцам тихо сказать ура и громко.. А если не хватает сил, то можно… Сложить из картона рупор и продолжать говорить в рупор. Рупор увеличивает объем резонатора, что приводит к дополнительному усилению звука. Или вы знаете, что когда плохо слышно к ушной раковине прикладывают руку (показать). Где еще используется звуковой резонанс? ( Раздать суворовцам материал, который они читают и докладывают)
Приложение 2
Блок №1
В каждом музыкальном инструменте есть свой резонатор, используемый для усиления звучания и для придания звуку окраски ( тембра).Особая форма гитары, скрипки, валторны, органа, барабана -это резонаторы. Увеличивая площадь поверхности, используя определенную форму, используя определенный состав лака, настраивают музыкальный инструмент в резонанс с резонатором и мы слышим прекрасную музыку. Если посмотреть внутрь большого органа, то увидим множество труб различных по длине от 5см до 6м и более. Некоторые трубы сделаны из дерева, некоторые из металла, некоторые квадратного сечение, некоторые круглого сечения, резонанс столбов воздуха в этих трубах порождает красивое звучание органной музыки. Замкнутые пространства под эстрадой концертных залов и под оркестровой ямой оперных театров также являются своеобразными резонаторами, усиливающими звучность. Аналогичную роль играют подвесные «мембранные потолки» концертных и театральных залов
Блок №2
Звуковой резонанс используют врачи, например для того, чтобы прослушать сердечко еще не рожденного ребенка. (показать стетоскоп), фонендоскоп. Распространенный звуковой метод диагностики заболеваний – выслушивание. Для этого используют стетоскоп, деревянную трубочку или фонендоскоп. Фонендоскоп состоит из полой капсулой с передающей звук мембраной , прикладываемой к телу человека, от нее идут резиновые трубки, идущие в ухо врача. В полой капсуле возникает резонанс столба воздуха, вследствие чего усиливается звучание и врач слышит ( показать фонендоскоп).
Блок №3
В аэродинамике известно вредное явление фляттер, представляющее собой вредное резонансное дрожание крыла самолета в полете, что может привести к поломке самолета. Долгое время не могли гасить эти колебания, пока не догадались у передней кромки крыла делать утяжеление, т.е менять собственную частоту колебаний, что гасила вредные резонансные колебания. Природа тоже в течение веков выработала борьбу с фляттером. Так, например, у стрекоз в передней части крыла тоже есть хитиновое утолщение. Удаление его не лишает стрекозу возможности летать, но она будет порхать как бабочка, что нарушает правильность полета.
Блок №4
В начале июня 1960 года американский посол продемонстрировал в ООН в Нью-Йорке герб Соединенных штатов, который висел в кабинете американского посла в Москве. В ней был спрятан крохотный жучок, который будучи приведен в действие, передавал на советский пост контроля все, что говорилось в кабинете посла. Мировая практика создания и использования подслушивающих устройств ничего подобного раньше не знала. Это был пассивный жучек, под кодовым названием Златоуст, т.к.: ни элементов питания, ни проводов, ни тока - ничего такого, что можно было бы обнаружить .Устройство напоминало собой крошечного головастика с маленьким хвостиком. Приводилось в действие оно источником микроволнового сигнала, который заставлял рецепторы головастика резонировать. Голос человека влиял на характер резонансных колебаний устройства, позволяя осуществлять перехват речи. Микрофон мог функционировать бесконечно долго за счет микроволновых импульсов, подаваемых ему чрезвычайно мощным генератором с расстояния до 300 метров. Господину послу в Артеке в торжественной обстановке вручили огромный, сверкающий лаком деревянный герб США, который на восемь лет переселился в сверхсекретный кабинет американского посланника. Причем, заложенный в гербе микрофон – жучек пережил аж четырех послов, исправно выполняя свою секретную функцию.Каждый из них, прежде чем приступить к исполнению служебных обязанностей, считал своим долгом сменить обстановку в рабочем кабинете. Послы меняли все - шторы, кресла, стол, стулья и даже чернильницы. Несменяемым в кабинете оставался только герб. Обнаружить жучка "помог" советский предатель, который и сообщил американцам о том, что их постоянно подслушивают.Впрочем, даже после разоблачения "Златоуст" продолжил свою жизнь. Сначала его "пытали" на предмет устройства (для того чтобы скопировать). А потом отправили в музей.
Блок №5
Рассказывают, что при пении Федор Ивановича Шаляпина
дрожали (резонировали) хрустальные подвески люстр. От того ли, что голос был громким? Вовсе
нет. У Шаляпина был очень низкий голос и когда он пел частота его голоса совпадала с собственной частотой колебаний люстр, и они начинали угрожающе раскачиваться. Говорят, что от голоса Шаляпина разбивались даже фужеры с шампанским.
Задать? А встречались ли вы, с проявлениями звукового резонанса.( может быть вспомнят про Эолову арфу или про звучание проводов при ветре. (Если не вспомнят, то напомнить)

Мы с вами знаем, что основное свойство волн это… ( они говорят- перенос энергии без переноса вещества. А от чего зависит энергия волны? ( отвечают : от квадрата амплитуды колебаний). Таким образом, если при резонансе резко увеличивается амплитуда колебаний, значит, увеличивается и энергия волны. Давайте посмотрим… ( видеофрагмент№1 звуковой резонанс 2 минуты). А как вы думаете, зачем артиллеристы, танкисты одевают шлемы? Чтобы уменьшить последствия звукового резонанса. Энергия звуковой волны может приводить к разрушительному действию и тогда когда сверхзвуковой самолет преодолевает звуковой барьер. (на экран вывести фото сверхзвукового самолета)
Ударная волна Разрушительная сила звука проявляется в так называемой ударной волне, которая образуется когда, например, самолет двигается со сверхзвуковой скоростью. ( На доске показать сравнение скорости звука и скорости, например истребителя). Если самолет движется со сверхзвуковой скоростью, то волны, нагромождаясь друг на друга, вписываются в некоторый угол . ( рис. стр.60 рис. 22(в). При наложении волн друг на друга происходит усиление горбов и впадин волн, т.е увеличение амплитуд колебаний результирующих волн, а значит и значительное увеличение энергии волны. Ударная волна возникает по существу благодаря наложению друг на друга большого количества волн. Это аналогично образованию носовой волны морского корабля, когда он движется со скоростью превосходящей скорость, образуемых им волн. В момент, когда самолет достигает скорости звука, он преодолевает барьер, образованный звуковыми волнами перед ним, ему требуется дополнительное усилие, для преодоления этого звукового барьера и в тот момент возникает акустический удар, который продолжается доли секунды, но этого достаточно, чтобы разбить окна или вызвать другие повреждения. Он может вызвать психологический дискомфорт. Фактически акустический удар, вызываемый сверхзвуковым самолетом представляет собой двойной удар, поскольку ударная волна образуется как спереди так и позади самолета. Но еще более ощутимое последствие звукового резонанса проявляется в использовании так называемого звукового или акустического оружия ( видео№2 акустическое оружие-5минут).
Приложение 3
Итак, мы сегодня познакомились с разнообразными примерами проявлениями звукового резонанса. Предлагаю вам записать, что вы сегодня узнали о резонансе. Работают по своим группам на полуватмане. Рисуют солнце-резонанс, а лучики примеры его использования. Вывешиваем на доске и после этого обсуждаем. Суворовцы знакомятся с работами других групп и, если возникает необходимость, дополняют друг друга.
Заполняем лист рефлексии и в конце урока видео №3 Влияние музыки на песок (в качестве благодарности присутствующим). Обговариваем влияние звука не только на песок и структуру вещества, но и на нашу психику. Особенно влияние тяжелого психоделического рока.
Преподаватель озвучивает оценки за урок, благодарит суворовцев за работу на уроке и всех присутствующих, за уделенное внимание.