de tehnologie didactica - Oscilatorul armonic ideal, Oscilatii armonice, Recapitulare, Probleme

Proiect de tehnologie didactica

Unitatea de invatare Oscilatorul armonic ideal

Titlul lectiei Oscilatii armonice. Recapitulare. Probleme

Tipul lectiei: de sistematizare, fixare si evaluare a cunostintelor

Obiective operationale: elevii trebuie:

O1: sa isi verifice cunostintele dobandite in lectiile anterioare, referitoare la oscilatorul armonic ideal (marimi caracteristice, ecuatii de miscare, energie, compunere de oscilatii);

O2: sa identifice marimile caracteristice oscilatiilor armonice in rezolvarea de probleme;

O3: sa scrie, sa interpreteze si sa aplice ecuatiile de miscare in rezolvarea unor probleme specifice simple;

O4: sa descrie miscarea oscilatorie armonica din punct de vedere energetic;

O5: sa descrie modul de compunere a oscilatiilor armonice paralele si de aceeasi frecventa si sa interpreteze cazurile particulare care pot aparea.

Strategia: explicativ – intuitiva

Metode

conversatia euristica;

problematizarea;

rezolvarea de probleme;

inductia;

deductia;

Materiale necesare

manual de fizica clasa a XI a (G. Cone);

manual de fizica clasa a XI a (M. Popescu);

culegere de probleme (V. M. Patru,);

teste grila, fise de lucru;

Fizica – Activitati de evaluare (C. Mantea).

Evaluare

orala, scrisa, practica;

observarea activitatii fiecarui elev;

verificarea caietelor de notite;

evaluare reciproca, autoevaluare.

Activitatea profesorului

- moment organizatoric: - face prezenta si stabileste grupele de lucru (4);

- propune elevilor sa elaboreze o lectie de sinteza dupa urmatorul plan recapitulativ:

1. Miscarea oscilatorie – descriere, marimi caracteristice.

2. Ecuatii de miscare ale oscilatoruluiarmonic liniar.

3. Energia oscilatorului armonic liniar.

4. Compunerea oscilatiilor armonice paralele de frecvente egale.

- distribuie sarcinile de lucru.

- fiecarei grupe i de aloca cate o tema din cele de mai sus.

- coordoneaza activitatea grupelor de elevi, urmareste ca fiecare elev sa fie implicat in rezolvarea temei date;

- ofera sprijin si informatii suplimentare;

- distribuie fisele de lucru si testele de autoevaluare;

- alege un reprezentant din fiecare grup pentru a prezenta la tabla rezumatul temei de lucru prelucrate;

- in limita timpului ramas propune elevilor sa-si autoevalueze lucrarile si ii coordoneaza;

- apreciaza activitatea elevilor si ii noteaza;

Activitatea elevilor

- se aseaza pe grupe de lucru;

- se familiarizeaza cu tema data, raspund la intrebari, pun intrebari, discuta in interiorul grupului de lucru

- sistematizeaza, pe temele date, cunostintele asimilate in lectiile anterioare si noteaza in caiete;

I. – definesc miscarea oscilatorie si dau exemple cat mai diverse de miscari oscilatorii

- rezuma marimile caracteristice (elongatie, amplitudine, perioada, frecventa, pulsatie, faza), precizand semnificatia lor, relatiile dintre ele si unitatile de masura.

II. Scriu ecuatiile de miscare, precizand semnificatia acestora si a marimilor care intervin.

III. – identifica cele doua tipuri de energii mecanice implicate in miscarea oscilatorie

- demonstreaza conservarea energiei mecanice totale;

- discuta cu privire la comportarea d.p.d.v. energetic a oscilatorului, in decursul unei perioade de oscilatie.

IV. – stabilesc conditiile particulare in care a fost studiata compunerea oscilatiilor ( oscilatii paralele, de frecvente egale);

- scriu expresiile pentru amplitudinea si faza initiala a oscilatiei rezultante;

- scriu legea de miscare a oscilatiei rezultante (compuse);

- precizeaza cele trei cazuri particulare (oscilatii in faza, antifaza, la cuadratura).

- noteaza in caiete;

- disemineaza rezultatele;

- completeaza fisele de lucru, rezolva testul de autoevaluare si se autoevaluaza

FISA   ELEV

A). Completeaza spatiile libere cu notiunile corespunzatoare

1) Miscarea oscilatorie este miscarea ________________a unui sistem fizic care se efectueaza pe aceeasi ________________, de o parte si de alta a pozitiei sale de ___________.

Perioada miscarii oscilatorului este ______________fizica care masoara _____ _______ ______ ______necesar efectuarii unei ___________complete. Unitatea de masura a perioadei de oscilatie este ______________.

Frecventa miscarii oscilatorii este marimea __________care masoara _________de oscilatii efectuate in­­­­­­­­­­­­­­­________________. Unitatea de __________ a frecventei este ___________.

Oscilatorul liniar armonic este un_____________care se misca rectiliniu sub actiunea unei forte de tip ___________. Miscarea lui se numeste _____ _______ ______ _________. Legea de miscare a oscilatorului liniar armonic este_________________. Legea vitezei are expresia _________________, iar legea acceleratiei are forma ____________________.

In timpul oscilatiilor armonice ideale energia __________se transforma periodic in energie __________ si invers, astfel incat _______________ se conserva.

2) completati coloanele b si c

a   b c

marime fizica simbol unitate de masura

pulsatie

perioada

faza

amplitudinea

acceleratia

frecventa

3) comparati perioadele de oscilatie pentru un oscillator liniar armonic si un pendul gravitational confectionate dintr-un corp cu masa de 1 kg legat de un resort avand constanta de elasticitate k=7 N/m si respectiv de un fir cu lungimea de 1,4 m; se considera g=9,8 N/kg.

a)Tp/To=?

b)desenati cei 2 oscilatori;

B). Rezolvati:

1. In cazul unei miscari oscilatorii armonice neamortizate. Marimea care ramane constanta in timp este:

a). elongatia;          b). amplitudinea; c). energia cinetica; d). energia mecanica totala.

2. Un punct material cu masa de 50 g efectueaza o miscare oscilatorie armonica descrisa de ecuatia:

2.1.  Amplitudinea de oscilatie este:

a). 5 mm; b). 5 m; c).0,05 m; d). 0,5 m

2.2.  Perioada sa de oscilatie este:

a). 2 s;               b). 1 s; c).4 s; d).0,5 s

2.3.  Frecventa sa de oscilatie este:

a). 4 Hz;            b). 2 Hz; c). 1 Hz; d). 4 Hz

2.4.  Faza sa initiala este:

a). 45^o; b). 4 rad; c). –/4 rad; d). 5^o

2.5.  Energia sa mecanica totala este:

a). 0,5 J;            b). 5 J; c). 5 mJ; d). 50 mJ

3. Un oscilator efectueaza o miscare compusa din doua oscilatii armonice de ecuatii:

3.1. Amplitudinea rezultanta este:

a). 2 cm; b). 14 cm; c). 10 cm; d). 9 cm

3.2. Defazajul dintre celedoua oscilatii este:

a). /2; b). ; c). 3/2; d). 2

3.3. Oscilatiile y1 si y2 sunt in:

a). faza; b). antifaza; c). cuadratura; d). niciuna din situatiile date

4.Un corp de masa 200g executa oscilatii armonice. Valoarea maxima a fortei elastice care actioneaza asupra corpului este F=200N. energia totala a oscilatorului este 407j. Se considera ca origine a timpului momentul in care corpul trece prin pozitia de echilibru. Se cere:

4.1. elementele miscarii;

4.2.ecuatia miscarii.

5.Un corp de masa m=200g, legat de un resort ideal, aflat initial in pozitia de echilibru, executa oscilatii armonice. La distanta y1=10cm de pozitia de echilibru viteza sa este v1=0,2m/s, iar la distanta y2=20cm viteza sa este v2=0,08m/s. Aflati:

5.1.ecuatia de miscare a oscilatorului;

5.2.constanta de elasticitate a resortului;

5.3.la ce distanta y de pozitia de echilibru acceleratia este a=0,06cm/s;

5.4. la ce distanta y energia cinetica devine egala cu energia potentiala.