Механические колебания

Цель урока:

1. Изучить свойства и основные характеристики периодических (колебательных) движений.

2. Продолжить формирование практических умений решения экспериментальных задач.

3. Совершенствовать умения школьников работать с таблицами, наблюдать и анализировать явления, находить нестандартные решения.

4. Воспитание ответственного отношения к учебе.

Демонстрации:

1. Примеры колебательных движений.

2. Получение временной развёртки колебаний.

3 . Презентация колебательного движения.

Ход урока.

Определение: колебаниями называются процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемости (качания маятника часов, колебания струны…).

В зависимости от характера воздействия, оказываемого на колеблющуюся систему,  различают:

1. Свободные (или собственные) колебания.

2. Вынужденные колебания.

3. Автоколебания.

4. Параметрические колебания.

Определение: свободными или собственными колебаниями называются такие колебания, которые происходят в системе, предоставленной самой себе после того, как ей был сообщен толчок, либо она была выведена из положения равновесия (маятник, качели).

Определение: вынужденными называются такие колебания, в процессе которых колеблющаяся система подвергается воздействию внешней периодически изменяющейся силы.

Определение: автоколебания задаются самой колеблющейся системой – система сама управляет внешним воздействием (часы с кукушкой).

Определение: при параметрических колебаниях за счет внешнего воздействия происходит периодическое изменение какого – либо параметра системы.

Определение: гармонические колебания – это такие колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется по закону косинуса или синуса.

Этот вид колебаний особенно важен по следующим причинам:

1. Колебания в природе и в технике часто имеют характер. Очень близкий к гармоническим;

2. Периодические процессы иной формы могут быть представлены как наложение нескольких гармонических колебаний.

Определение: колебания при которых, амплитуда колебаний постепенно уменьшается, и через некоторое время прекращаются – называются затухающими колебаниями.

Величины, характеризующие колебательное движение.

Уравнение гармонического колебания:

X = A cos (ώt + φ)

X = A sin (ώt + φ),

Определение: величина наибольшего отклонения системы от положения равновесия называется амплитудой колебаний.

А – амплитуда колебаний, измеряется в метрах.

Определение: величина (ώt + φ), стоящая под знаком косинуса или синуса, называется фазой колебаний, φ – начальная фаза колебаний.

Определение: промежуток времени, в течение которого тело совершает одно полное колебание, называется периодом колебаний.

Т – период колебаний, измеряется в секундах.

T = 2π/ώ = 1/ν

Определение: число колебаний в единицу времени называется частотой колебаний.

ν (ню)-  частота колебаний, измеряется в Герцах.

Математический маятник.

Математическим маятником называется подвешенный к тонкой нити груз, размеры   которого много меньше длины нити, а его масса много больше массы нити. Это значит, что тело (груз) и нить должны быть такими, чтобы груз можно было считать материальной точкой, а нить невесомой.

Закрепление. Решение задач Р.№ 409, 410…

Домашнее задание: §24 – 29, упр. 24(2 – 6)

Механические колебания.

Цель урока: 1. Изучить свойства и основные характеристики периодических (колебательных) движений.

2. Продолжить формирование практических умений решения экспериментальных задач.

3. Совершенствовать умения школьников работать с таблицами, наблюдать и анализировать явления, находить нестандартные решения.

4. Воспитание ответственного отношения к учебе.

Демонстрации: 1. Примеры колебательных движений.

2. Получение временной развёртки колебаний.

3 . Презентация колебательного движения.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

План изложения нового материала:

1. Колебания, виды колебаний.

2. Период, частота, амплитуда колебаний.

3. Графическое представление колебательного движения.

Определение: колебаниями называются процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемости (качания маятника часов, колебания струны…).

В зависимости от характера воздействия, оказываемого на колеблющуюся систему, различают:

1. Свободные (или собственные) колебания.

2. Вынужденные колебания.

3. Автоколебания.

4. Параметрические колебания.

Определение: свободными или собственными колебаниями называются такие колебания, которые происходят в системе, предоставленной самой себе после того, как ей был сообщен толчок, либо она была выведена из положения равновесия (маятник, качели).

Определение: вынужденными называются такие колебания, в процессе которых колеблющаяся система подвергается воздействию внешней периодически изменяющейся силы.

Определение: автоколебания задаются самой колеблющейся системой – система сама управляет внешним воздействием (часы с кукушкой).

Определение: при параметрических колебаниях за счет внешнего воздействия происходит периодическое изменение какого – либо параметра системы.

Определение: гармонические колебания – это такие колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется по закону косинуса или синуса.

Этот вид колебаний особенно важен по следующим причинам:

1. Колебания в природе и в технике часто имеют характер. Очень близкий к гармоническим;

2. Периодические процессы иной формы могут быть представлены как наложение нескольких гармонических колебаний.

Определение: колебания при которых, амплитуда колебаний постепенно уменьшается, и через некоторое время прекращаются – называются затухающими колебаниями.

Величины, характеризующие колебательное движение.

Уравнение гармонического колебания:

X = A cos (ώt + φ)

X = A sin (ώt + φ),

Определение: величина наибольшего отклонения системы от положения равновесия называется амплитудой колебаний.

А – амплитуда колебаний, измеряется в метрах.

Определение: величина (ώt + φ), стоящая под знаком косинуса или синуса, называется фазой колебаний, φ – начальная фаза колебаний.

Определение: промежуток времени, в течение которого тело совершает одно полное колебание, называется периодом колебаний.

Т – период колебаний, измеряется в секундах.

T = 2π/ώ = 1/ν

Определение: число колебаний в единицу времени называется частотой колебаний.

ν (ню)- частота колебаний, измеряется в Герцах.

Математический маятник.

Математическим маятником называется подвешенный к тонкой нити груз, размеры которого много меньше длины нити, а его масса много больше массы нити. Это значит, что тело (груз) и нить должны быть такими, чтобы груз можно было считать материальной точкой, а нить невесомой.

1. Закрепление. Решение задач Р.№ 409, 410…

2. Домашнее задание: §24 – 29, упр. 24(2 – 6)