کار آزمایشگاهی 3 مطالعه وابستگی دوره نوسان. کار آزمایشگاهی "مطالعه نوسانات آونگ ریاضی" (Eryutkin E. S.)

این درس به موضوع "کار آزمایشگاهی "مطالعه وابستگی دوره و فرکانس نوسانات آزاد یک آونگ ریاضی به طول آن" اختصاص دارد. این درس عملی به شما این امکان را می دهد که مطالب آموخته شده قبلی را ادغام کنید. در این کار آزمایشگاهی، شما و معلمتان مطالعه جالبی انجام می‌دهید و متوجه می‌شوید که چگونه دوره و فرکانس نوسانات آزاد آونگ نخ به طول آن بستگی دارد.

بخش دیگری از کار آزمایشگاهی، تعریف بهتر رابطه است دوره نوسانو طول آونگ نخ. این وابستگی باید به صورت ریاضی تعیین شود. هدف از کار اضافی شناسایی رابطه ریاضی بین دوره و طول آونگ است. چطور می توانم آن را انجام بدهم؟ نیاز به در نظر گرفتن نگرش دوره های نوسانآونگ و نسبت طول آونگ. بیایید به جدولی که استفاده می کنیم نگاه کنیم و در مورد مقادیری که در آنجا وارد خواهیم کرد بحث کنیم.

در قسمت اول، نسبت دوره آزمایش دوم را بررسی می کنیم، زمانی که طول آونگ 20 سانتی متر بود، نسبت به دوره ای را که در زمانی که طول آونگ 5 سانتی متر بود، به دست می آوریم ما نسبت طول ها را در خط پایین در نظر خواهیم گرفت. بنابراین، در خط بالا نسبت دوره ها، در خط پایین نسبت طول آونگ است. ما تمام داده های لازم را از جدول قبلی می گیریم. لطفاً توجه داشته باشید که در برخی موارد این محاسبات تقریبی هستند، اما این به خلوص آزمایش بستگی دارد. اگر به خط اول رجوع کنیم، خواهیم دید که در همه آزمایش ها نسبت دوره ها به صورت زیر خواهد بود:

در مرحله بعد، نسبت طول آونگ ها را در نظر بگیرید. لطفا توجه داشته باشید: در مورد اول این نسبت 4 است، یعنی . در مورد دوم - 9. در مورد سوم - 16. بلافاصله مشخص است که این مقادیر چگونه به هم مرتبط خواهند شد. نگاه کنید: در حالت اول 2 و 4 داریم. در حالت دیگر 3 و 9 و غیره داریم.

نتیجه می گیریم که دوره متناسب با جذر طول آونگ خواهد بود. ما می توانیم از این وابستگی در آینده برای تجزیه و تحلیل چنین نوساناتی استفاده کنیم:

از این نتیجه می شود که می توانیم دوره را به صورت بنویسیم.

به عبارت دیگر، اگر طول آونگ را 4 برابر افزایش دهیم، دوره 2 برابر افزایش می یابد. اگر طول آونگ را 3 برابر افزایش دهیم، دوره یک ضریب افزایش می یابد. و غیره این نتیجه کار آزمایشگاهی است.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. آکسنوویچ L.A. فیزیک در دبیرستان: تئوری. وظایف. تست ها: کتاب درسی. کمک هزینه برای مؤسسات ارائه دهنده آموزش عمومی. محیط زیست، آموزش/L.A. آکسنوویچ، N.N. راکینا، ک.س. فرینو. اد. ک.س. فرینو. - مینسک: Adukatsiya i vyakhavanne، 2004.
2. فیزیک: مکانیک. پایه دهم: کتاب درسی. برای مطالعه عمیق فیزیک / M.M. بالاشوف، A.I. گومونوا، A.B. Dolitsky et al. جی.یا. میاکیشوا - م.: بوستارد، 2002. - 496 ص.
3. کتاب درسی فیزیک ابتدایی. اد. G.S. لندسبرگ. T. 3. - M.، 1974.

1. پورتال اینترنتی “eduspb.com” ()
2. پورتال اینترنتی "physics.ru" ()
3. پورتال اینترنتی “fizmat.by” ()

مشق شب

1. آونگ ریاضی چیست؟ فرمول دوره چنین آونگی را بنویسید.
2. یک آونگ ریاضی دارای دوره زمانی 10 ثانیه و دیگری دارای دوره زمانی 6 ثانیه است. دوره نوسان سومین آونگ ریاضی را که طول آن برابر با اختلاف طول آونگ های مشخص شده است را تعیین کنید.
3. طول یک آونگ ریاضی 25 سانتی متر است دوره و فرکانس نوسانات آن را روی زمین تعیین کنید.

__________________________ _________________.

نام خانوادگی، نام تاریخ

کار آزمایشگاهی شماره 3

«بررسی وابستگی دوره و فرکانس نوسانات آزاد آونگ
به طول نخش... و نه فقط روی آن"

کشف اسرار آونگ!

هدف: 1. درک و آزمایش تجربی که دوره نوسانات کوچک یک آونگ به چه چیزی بستگی دارد.

برای انجام این کار، بررسی کنید:

آیا دوره نوسان آونگ به جرم باب بستگی دارد؟ آیا دوره نوسان آونگ به سرعت فشار اولیه بستگی دارد؟ آیا دوره نوسان آونگ به طول نخ بستگی دارد؟

مفروضات اولیه ای که باید آزمایش شوند، فرضیه نامیده می شوند

تجهیزات: خط کش، متر نوار، نخ، کرونومتر.

لوازم جانبی: سه پایه، کوپلینگ، میله، وزنه - مهره، نخ روی شاتل.

اشیاء اندازه گیری: زمان چندین نوسان کامل آونگ (10 یا 20).

تعیین قیمت تقسیم و حد اندازه گیری ابزار. آن را بنویسید.
ترتیب کار: آیا دوره نوسان آونگ به جرم باب بستگی دارد؟

کوپلینگ و میله افقی را در سه پایه در ارتفاع 50 تا 60 سانتی متری از سطح میز نصب کنید (یا از وسایل دیگر استفاده کنید). یک مهره به انتهای نخ ببندید. در انتهای دیگر نخ، یک حلقه ایجاد کنید که از طریق آن راحت می توان نخ را آویزان کرد و برداشت. مدت زمانی را که طول می کشد تا آونگ 10 یا 20 نوسان کامل انجام دهد را اندازه گیری کنید. نتایج اندازه گیری را در جدول 1 ثبت کنید. مهره دیگری آویزان کنید. اندازه گیری ها را تکرار کنید اندازه گیری ها را با سه مهره تکرار کنید. نتیجه گیری کنید.

جدول 1. وابستگی دوره نوسان آونگ به جرم وزن

طول نخ _________________ است. سانتی متر

ابتدا وزنه را به آرامی فشار دهید. دوره نوسان را اندازه گیری کنید باب آونگ را کمی بیشتر فشار دهید. توجه! نوسانات آونگ باید کم باقی بماند. (با دامنه کوچک). دوره نوسان را اندازه گیری کنید. پاندول را حتی بیشتر فشار دهید. دوره نوسان را دوباره اندازه گیری کنید. نتایج اندازه گیری را در جدول 1 ثبت کنید.

جدول 2. وابستگی دوره نوسان آونگ به سرعت فشار اولیه طول نخ _______________. سانتی متر

دوره نوسان نخ را در چهار تا پنج طول مختلف نخ اندازه بگیرید. نتایج اندازه گیری را در جدول 3 ثبت کنید. جدول 2. وابستگی دوره نوسان آونگ به طول نخ

این درس به موضوع "کار آزمایشگاهی "مطالعه وابستگی دوره و فرکانس نوسانات آزاد یک آونگ ریاضی به طول آن" اختصاص دارد. این درس عملی به شما این امکان را می دهد که مطالب آموخته شده قبلی را ادغام کنید. در این کار آزمایشگاهی، شما و معلمتان مطالعه جالبی انجام می‌دهید و متوجه می‌شوید که چگونه دوره و فرکانس نوسانات آزاد آونگ نخ به طول آن بستگی دارد.

بخش دیگری از کار آزمایشگاهی، تعریف بهتر رابطه است دوره نوسانو طول آونگ نخ. این وابستگی باید به صورت ریاضی تعیین شود. هدف از کار اضافی شناسایی رابطه ریاضی بین دوره و طول آونگ است. چطور می توانم آن را انجام بدهم؟ نیاز به در نظر گرفتن نگرش دوره های نوسانآونگ و نسبت طول آونگ. بیایید به جدولی که استفاده می کنیم نگاه کنیم و در مورد مقادیری که در آنجا وارد خواهیم کرد بحث کنیم.

در قسمت اول، نسبت دوره آزمایش دوم را بررسی می کنیم، زمانی که طول آونگ 20 سانتی متر بود، نسبت به دوره ای را که در زمانی که طول آونگ 5 سانتی متر بود، به دست می آوریم ما نسبت طول ها را در خط پایین در نظر خواهیم گرفت. بنابراین، در خط بالا نسبت دوره ها، در خط پایین نسبت طول آونگ است. ما تمام داده های لازم را از جدول قبلی می گیریم. لطفاً توجه داشته باشید که در برخی موارد این محاسبات تقریبی هستند، اما این به خلوص آزمایش بستگی دارد. اگر به خط اول رجوع کنیم، خواهیم دید که در همه آزمایش ها نسبت دوره ها به صورت زیر خواهد بود:

در مرحله بعد، نسبت طول آونگ ها را در نظر بگیرید. لطفا توجه داشته باشید: در مورد اول این نسبت 4 است، یعنی . در مورد دوم - 9. در مورد سوم - 16. بلافاصله مشخص است که این مقادیر چگونه به هم مرتبط خواهند شد. نگاه کنید: در حالت اول 2 و 4 داریم. در حالت دیگر 3 و 9 و غیره داریم.

نتیجه می گیریم که دوره متناسب با جذر طول آونگ خواهد بود. ما می توانیم از این وابستگی در آینده برای تجزیه و تحلیل چنین نوساناتی استفاده کنیم:

از این نتیجه می شود که می توانیم دوره را به صورت بنویسیم.

به عبارت دیگر، اگر طول آونگ را 4 برابر افزایش دهیم، دوره 2 برابر افزایش می یابد. اگر طول آونگ را 3 برابر افزایش دهیم، دوره یک ضریب افزایش می یابد. و غیره این نتیجه کار آزمایشگاهی است.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. آکسنوویچ L.A. فیزیک در دبیرستان: تئوری. وظایف. تست ها: کتاب درسی. کمک هزینه برای مؤسسات ارائه دهنده آموزش عمومی. محیط زیست، آموزش/L.A. آکسنوویچ، N.N. راکینا، ک.س. فرینو. اد. ک.س. فرینو. - مینسک: Adukatsiya i vyakhavanne، 2004.
2. فیزیک: مکانیک. پایه دهم: کتاب درسی. برای مطالعه عمیق فیزیک / M.M. بالاشوف، A.I. گومونوا، A.B. Dolitsky et al. جی.یا. میاکیشوا - م.: بوستارد، 2002. - 496 ص.
3. کتاب درسی فیزیک ابتدایی. اد. G.S. لندسبرگ. T. 3. - M.، 1974.

1. پورتال اینترنتی “eduspb.com” ()
2. پورتال اینترنتی "physics.ru" ()
3. پورتال اینترنتی “fizmat.by” ()

مشق شب

1. آونگ ریاضی چیست؟ فرمول دوره چنین آونگی را بنویسید.
2. یک آونگ ریاضی دارای دوره زمانی 10 ثانیه و دیگری دارای دوره زمانی 6 ثانیه است. دوره نوسان سومین آونگ ریاضی را که طول آن برابر با اختلاف طول آونگ های مشخص شده است را تعیین کنید.
3. طول یک آونگ ریاضی 25 سانتی متر است دوره و فرکانس نوسانات آن را روی زمین تعیین کنید.

موضوع درس: "کار آزمایشگاهی شماره 3 "بررسی وابستگی دوره و فرکانس نوسانات آزاد آونگ نخ به طول آن."
هدف: دریابید که چگونه دوره و فرکانس نوسانات یک آونگ به طول آن بستگی دارد
آموزشی:
برای تثبیت دانش دانش آموزان در مورد رابطه بین ویژگی های حرکت نوسانی
تکرار کنید چه کمیت هایی حرکت نوسانی را مشخص می کند
با استفاده از این مقادیر مسائل را حل کنید
آموزشی:
توسعه شایستگی:
آموزشی و سازمانی (توانایی اعمال کنترل متقابل، خودکنترلی، رعایت نکات ایمنی هنگام کار با دستگاه ها).
آموزشی و فکری (توانایی اثبات، تعمیم، تجزیه و تحلیل و نتیجه گیری، توضیح پدیده ها، انتخاب چیز اصلی).
آموزشی و اطلاعاتی (توانایی کار با متون کتاب درسی).
مهارت های آموزشی و ارتباطی (توانایی گوش دادن به سایر دانش آموزان و معلمان، همکاری در یک گروه، برنامه ریزی فعالیت های خود).
آموزشی:
1. تربیت معنوی و اخلاقی
تجهیزات برای درس: سه پایه، نت بوک، نخ، توپ با آهنربا، حسگر نی، پین، کوپلینگ، نوار فولادی با پشتی مغناطیسی، کتابچه راهنمای آزمایشگاه
معلم دارای: کامپیوتر، تخته سفید تعاملی، پروژکتور، کابل USB است

طرح درس
خود تعیین برای فعالیت (به روز رسانی دانش موجود مربوط به نوسانات آزاد آونگ نخ).
فعالیت آموزشی و شناختی (انجام کار آزمایشگاهی مطابق با هدف).
تشخیص کیفیت اجرای یک کار آموزشی (تدوین گزارش).
فعالیت فکری - تحول آفرین (برنامه ریزی اقدامات مطابق با وظیفه آموزشی).
فعالیت بازتابی (ارزیابی نتیجه فعالیت های آموزشی).
در طول کلاس ها.
مراحل درس
فعالیت های معلم
فعالیت های دانشجویی

I مرحله سازمانی
اهداف مرحله:
شامل دانش آموزان در فعالیت های آموزشی.
تعیین محتوای درس
عصر بخیر. لطفا بشین.
اسلاید 1
من به شما در مورد اقدامات ایمنی با تجهیزات یادآوری می کنم:
قبل از شروع کار، توضیحات آن را به دقت مطالعه کنید و پیشرفت اجرای آن را درک کنید.
مراقب باشید، منضبط، مراقب باشید و به شدت از دستورات معلم پیروی کنید.
بدون اجازه معلم محل کار خود را ترک نکنید.
وسایل، مواد و تجهیزات را به ترتیبی که معلم تعیین می کند در محل کار قرار دهید.
اقلامی را که برای انجام کار مورد نیاز نیستند در محل کار نگهداری نکنید.
منابع برق را بدون اجازه معلم روشن نکنید.
در صورت بروز هرگونه اورژانس یا بدتر شدن وضعیت سلامتی، بلافاصله کار را متوقف کرده و به معلم اطلاع دهید.
دانش آموزان موضوع درس را در دفتر یادداشت می کنند.

II. مرحله تعیین اهداف و مقاصد درس. به روز رسانی دانش
اهداف مرحله:
سازماندهی تعامل ارتباطی در طول
که یک ویژگی متمایز شناسایی و ثبت می شود
وظیفه ای که باعث ایجاد مشکل در فعالیت های یادگیری می شود.
در مورد هدف و موضوع درس به توافق برسند
اسلاید 2
- اسم کار آزمایشگاهی چیه؟
- هدف این اثر بر اساس عنوان اثر چیست؟ (بیایید دریابیم که چگونه دوره و فرکانس نوسانات یک آونگ به طول آن بستگی دارد)
به صفحه 34 برگردید و کار را بخوانید.
- اگر با تجهیزات آزمایشگاهی معمولی کار می کردیم، من و شما از چه تجهیزاتی استفاده می کردیم؟ (سه پایه، نخ، توپ، کرونومتر، کلاچ)
- چه تجهیزات دیجیتالی داریم؟ (سه پایه، نت بوک، رزوه، توپ با آهنربا، حسگر نی، پین، کوپلینگ، نوارهای فولادی با پشتوانه مغناطیسی)
اسلاید 3
- مثال هایی از حرکت نوسانی (نوسان و غیره) بیاورید.
- بیایید کمیت های فیزیکی را تکرار کنیم که رابطه بین آنها باید بررسی شود. دوره نوسان را تعریف کنید. (زمان لازم برای تکمیل یک نوسان کامل)
چگونه تعیین می شود؟ (T)
دوره نوسان را با چه واحدهایی می توان اندازه گرفت؟ (ثانیه، ساعت، دقیقه)
فرکانس نوسان چیست؟ (تعداد نوسانات در واحد زمان)
چه ربطی به دوره داره؟ (معکوس دوره، nu (v) = 1/T)
چگونه می توانید دوره نوسانات را با دانستن تعداد نوسانات و زمان این نوسانات محاسبه کنید؟ (تقسیم زمان بر تعداد نوسانات)

پاسخ به سوالات

III. مرحله یادگیری دانش جدید و روش های انجام کارها.
اهداف مرحله:
سازماندهی تعامل ارتباطی برای ایجاد
یک روش جدید عمل که علت شناسایی را از بین می برد
مشکلات؛
راه جدیدی از کنش را به صورت نمادین، کلامی تثبیت کنید
فرم و با استفاده از یک استاندارد.
فعلاً به تجهیزات دست نمی زنیم. بعد از اینکه نصب را مونتاژ کردید، طبق توضیحات کتاب یا مثال روی میز من، نت بوک ها را روشن کنید، برنامه "Workshop" را روی دسکتاپ اجرا کنید (در حال نشان دادن). اگر برنامه صفحه آبی دارد، با من تماس بگیرید. "مکانیک" را انتخاب کنید - کار 1.10
نمایش دکمه های اصلی
کارهای آزمایشگاهی را ادامه دهید.
بعد از اینکه همه دانش آموزان کار را کامل کردند، نمونه ای از قالب گزارش را نشان می دهم. و من پیشنهاد می کنم، پس از ثبت نام، اندازه گیری های جدید را بدون بستن برنامه از یک موضوع طولانی دیگر انجام دهید. و در نتیجه گیری T نظری، T عملی و فراوانی را جمع بندی کنید.
دانش آموزان به طور مستقل گزارشی از کار انجام شده تهیه می کنند و نتایج تحقیق را خلاصه می کنند. درجه بندی

یادداشت بردارید، با دقت گوش دهید، سوال بپرسید

V. مرحله تثبیت مواد جدید
هدف صحنه:
توانایی خود را در استفاده از محتوای آموزشی جدید آزمایش کنید
در شرایط استاندارد بر اساس مقایسه راه حل شما
با استانداردی برای خودآزمایی
اسلاید 4
آونگ 180 نوسان را در 72 ثانیه انجام داد. دوره و فرکانس نوسانات را تعیین کنید.
داده شده: فرمول: راه حل:
N = 180 T = 13 QUOTE 1415 T = 13 QUOTE 1415 = 0.4 ثانیه
t=72s
·=13 QUOTE 1415
·= 13 QUOTE 1415=2.5Hz
تی-؟
·-?
اسلاید 5
در کلیسای جامع سنت اسحاق در سن پترزبورگ آونگی با طول تعلیق 98 متر آویزان بود. دوره نوسان آن چقدر است؟ در 1 دقیقه چند نوسان ایجاد می کند؟
T = 2
· 13 QUOTE 1415
T = 2*3.14 * ریشه (98/9.8) = 19.86 ثانیه

60 ثانیه / 19.86 = 3 نوسان در دقیقه
اسلاید 6
1) بار معلق روی یک نخ باعث ایجاد ارتعاشات کوچک می شود. با در نظر گرفتن اینکه نوسانات بدون میرا هستند، تمام عبارات صحیح را نشان دهید:
الف- هر چه نخ بلندتر باشد دوره نوسان کوتاهتر است.
ب- فرکانس نوسان به جرم بار بستگی دارد.
ب- بار در فواصل معین از موقعیت تعادل عبور می کند.
T = 2
· 13 QUOTE 1415
2) طول یک آونگ ریاضی (بر حسب سانتی متر) اگر دوره نوسان آن 2 ثانیه باشد چقدر است؟
13 QUOTE 1415 = T / 2
·
l/g = (T/2
·)^2
l= (T / 2
·)^2 * گرم
l = (2 / 2 * 3.14) ^2 * 9.8
l = 0.99 متر
اسلاید 7
3) اگر طول آونگ 4 برابر کاهش یابد، دوره نوسان چند بار و چگونه تغییر می کند؟
2 کاهش پیدا می کند.
4) اگر فرکانس نوسانات آن ابتدا 3 هرتز و سپس 6 هرتز بود، طول آونگ را کم یا زیاد کردید؟
دوره کاهش یافته است. نخ کم شد

VI. انعکاس.
اهداف مرحله:
ضبط مطالب جدید آموخته شده در درس.
فعالیت های خود را در درس ارزیابی کنید.
از همکلاسی های خود که به دریافت نتایج درس کمک کردند تشکر کنید.
ثبت مشکلات حل نشده به عنوان دستورالعمل برای فعالیت های آموزشی آینده؛
چی شد؟ چه چیزی کار نکرد؟
چه چیزی باعث سختی شد؟ ابتدا باید به چه چیزی توجه کرد؟
کار خود را در کلاس به طور کلی چگونه ارزیابی می کنید؟
اسلاید 8

هنگام خروج لطفا آونگ خود را روی تخته بکشید. اگر او تردید نکرد و در وضعیت متعادلی باقی ماند، پس شما درس را دوست نداشتید. اگه 180 درجه منحرف شدم خیلی خوشم اومد. بر این اساس می توانید زاویه را تغییر دهید.
پاسخ دانش آموزان به دلخواه

برای کلاس هایی با سطح دشواری افزایش یافته است

می‌توانید یکی از دانش‌آموزان را به میز معلم دعوت کنید تا آزمایشی را با سه پایه نمایشی و توپی که روی نخ آویزان شده است انجام دهد. دانش آموزان می توانند نوسانات یک آونگ ریاضی را با صدای بلند بشمارند (به طور هماهنگ) و 2-3 نفر با استفاده از کرونومتر در تلفن همراه زمان را اندازه گیری می کنند. سپس دوره نوسان آونگ محاسبه می شود. طول آونگ را تغییر دهید و عملیات را تکرار کنید.
این به دانش آموزان اجازه می دهد تا نوع فعالیت را تغییر دهند و آنها را متقاعد کنند که وابستگی T = 2
· 13 QUOTE 1415 درست است

شکل 4 - سرفصل 315