Imię i nazwisko autora:

Krzysztof Lorek

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Badania zjawiska rezonansu mechanicznego

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres podstawowy

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;

10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość;

IV. Drgania. Uczeń:

4) opisuje drgania wymuszone i drgania słabo tłumione; ilustruje zjawisko rezonansu mechanicznego na wybranych przykładach;

5) doświadczalnie: c) demonstruje zjawisko rezonansu mechanicznego.

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;

10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji;

V. Drgania. Uczeń:

7) opisuje drgania wymuszone i drgania słabo tłumione; ilustruje zjawisko rezonansu mechanicznego na wybranych przykładach;

8) doświadczalnie:
d) demonstruje zjawisko rezonansu mechanicznego.

opisuje drgania wymuszone i drgania słabo tłumione; ilustruje zjawisko rezonansu mechanicznego na wybranych przykładach.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. wyjaśnia, czym są drgania swobodne, drgania wymuszone i rezonans,

2. wskazuje przykłady drgań swobodnych i wymuszonych oraz zjawiska rezonansu w przyrodzie i w życiu codziennym,

3. przeprowadza doświadczenie w wirtualnym laboratorium, w którym analizuje zależność amplitudy drgań wymuszonych od częstotliwości wymuszającej,

4. rozwiązuje zadania dotyczące drgań swobodnych, wymuszonych i rezonansu.

Strategie i metody

nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna

Formy zajęć:

wykład, pogadanka, doświadczenie w wirtualnym laboratorium, doświadczenie

Środki dydaktyczne:

WL_I, ciężarek szkolny (np. 50g), sznurek, statyw, komputer dla każdego ucznia,

Materiały pomocnicze:

„Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki” T.Dryński

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

• Lekcja powinna się odbyć w sali informatycznej. Przed lekcją należy przywiązać sznurek do ciężarka, aby stworzyć wahadło.

• Nauczyciel przypomina sposób obliczania okresu ciężarka na sprężynie i wahadła matematycznego.

Faza realizacyjna:

• Nauczyciel poprzez pogadankę i demonstrując wahadło, zwraca uwagę na fakt, że przy drganiach swobodnych częstotliwość może być tylko jedna, zaś żeby wzbudzić inną należy działać siłą wymuszającą.

• Uczniowie z pomocą nauczyciela formułują definicje drgań swobodnych i wymuszonych i zapisują je na tablicy.

• Nauczyciel poprzez pogadankę podaje jako przykład rezonansu, przykład z huśtawką opisany w części „Warto przeczytać” tego e‑materiału.

• Uczniowie indywidualnie wykonują doświadczenie 1. w Wirtualnym laboratorium. Wyniki obserwacji powinny znaleźć się w zeszycie.

• Nauczyciel obserwuje i w razie potrzeby wspomaga pracę uczniów.

• Chętny uczeń czyta opis swojej obserwacji. Pozostali uczniowie, w trybie dyskusji, uzupełniają lub poprawiają opis.

• Inny uczeń czyta swój konspekt. Pozostali uczniowie, w trybie dyskusji, uzupełniają lub poprawiają poszczególne punkty konspektu, w tym kolejność wykonywanych czynności i wypowiadanych komentarzy. Uzgodniony konspekt zostaje zapisany na tablicy.

• Kolejny uczeń, korzystając z wahadła zawieszonego na stojaku oraz z uzgodnionej wersji konspektu, przeprowadza eksperyment wymuszając ręką okresowy ruch poziomego elementu stojaka z wahadłem.

Faza podsumowująca:

• Uczniowie podsumowują, czego nauczyli się podczas lekcji. W szczególności przypominają nowe pojęcia: drgań swobodnych, wymuszonych i rezonansu oraz z pomocą nauczyciela wymieniają przykłady z życia codziennego, gdzie pojęcia te mają zastosowanie.

Praca domowa:

1. Przeprowadzenie pomiaru amplitudy drgań wymuszonych w Wirtualnym laboratorium zgodnie z instrukcją. Sporządzenie i interpretacja wykresu krzywej rezonansowej.

2. Rozwiązanie zadań 5, 6 i 7.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Doświadczenie w wirtualnym laboratorium uczniowie powinni wykonać samodzielnie. Doświadczenie w Wirtualnym laboratorium może również zostać zadane jako praca domowa po lekcji o drganiach wymuszonych i rezonansie, lub przed tą lekcją.