Практическая работа.Гармонические колебания

ГККП «Высший аграрно-технический колледж»

Поурочный план

Тема урока: Практическая работа: Решение задач на уравнения и графики гармонических колебаний

Наименование дисциплины: Физика

Подготовил(а) педагог: Кимашева Алтын Сиражевна

1. Общие сведения

Курс, группы: КТ-112.1, КТ-312.1, МГ-211.1

Тип занятия: Практическая работа

2. Цели обучения:

-исследовать гармонические колебания (х(t), v(t), a(t)) экспериментально, аналитически и графически.

Цель урока:

- Знать определение гармонических колебаний.

- Использовать уравнение гармонических колебаний для решения задач.

- Строить график гармонических колебаний.

Критерии обучения:

• Знает определение гармонических колебаний

• Использует уравнение гармонических колебаний для нахождения мгновенного значения координаты, скорости, ускорения

• Использует уравнение гармонических колебаний для нахождения амплитуды, периода, частоты и циклической (собственной) частоты колебаний

• Строит и объясняет график гармонических колебаний

Уровень мыслительных навыков (знание, понимание, применение, анализ, синтез, оценивание)

Знание, применение, анализ.

3. Оснащение занятия

- развивать навыки контроля и самоконтроля;

- формирование интеллектуальной, исследовательской и информационной культуры;

- формирование личностно-смыслового отношения к предмету

3.1 Учебно-методическое оснащение, справочная литература

1. С.Туякбаев., Ш.Тынтаева., Ж.Бакынов. Сборник задач по физике. Мектеп. 2015.

2. Н.Закирова., Р.Аширов. Физика. Книга для учителя. Арман-ПВ. 2019.

3. А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике. Алматы. Мектеп. 2011.

4. Г.Я. Мякишев., Б.Б. Буховцев. Физика-10,11. Учебник. Просвещение.2002.

5.Интернет ресурсы, презентации.

3.2 Техническое оснащение, материалы, ссылки ресурсы

https://www.youtube.com/watch?v=9J4ka-BcMy0

4. Ход занятия:

Начало урока (3 мин)

В начале урока сделать акценты на:

- концентрацию внимания студентов;

- совместно со студентами определить цели урока.

Фронтальный опрос:

- Что такое Период?

- Частота...

- Амплитуда...

- Гармонические колебания...

Середина урока (40 мин)

Решение задач:

1. Металлический шар подвешен к подвесу с помощью нити, как показано на рис. 1

Студент рисует график изменения смещения x от времени, как показано на рис. 2

1. Напишите уравнение движения .

2. Напишите уравнение скорости .

3. Напишите уравнение ускорения .

4. Чему равна максимальная результирующая сила, если масса тела 1 кг?

Решение задач в паре

2. Тело массой 78 г подвешено с помощью пружины к подвесу, как показано на рис.3.

Тело смещают вертикально вниз на расстояние 2,1 см и отпускают. В результате тело совершает гармонические колебания с периодом 0,69 с.

График изменения со смещением x времени a шара

Тело отпускают в момент времени t = 0.

а) Для колеблющего тела запишите:

1. уравнение движения в см,

2. уравнение скорости в см/с.

(б) Рассчитайте полную энергию колебательной системы.

(c) Постройте график движения

Решение задач – индивидуально

3. Шар совершает малые колебания с помощью двух пружин как показано на рис. 4

Изменение ускорения шара от смещения изображено на графике (см. рис. 5)

1. Используя график, определите:

(i) амплитуду,

амплитуда = .......................................... см

(ii) частоту.

частота = ........................................... Гц

(iii) максимальную равнодействующую силу, если масса шара равна 200 г.

максимальная сила=........................................... Н

4. Материальная точка массой 10 г колеблется по закону . Найти максимальную силу, действующую на точку.

1. Решение:

1. T=1.2 s; ω= =5.2 rad/s; A=1.5 cm.

x(t)=-1.5cos5.2t (cm);

1. v_max=x_max* ω; v(t)= (t)=7.8sin5.5t (cm/s);

2. a_max=x_max* ω²; a(t)=v (t)=40.6cos5.2t (cm/s²).

3. F_max=ma_max=1kg*40.6 cm/s²=40.6 N

2. Решение:

1. ω= =9.1 rad/s; A=2.1 cm.

2. x(t)=2.1cos9.1t (cm);

3. v_max=x_max* ω; v(t)= (t)=-0.19sin9.1t (cm/s);

4. E= = =1.4*10^-3 J

5. 

3. Решение:

1. X_max=2.8 cm; a=13.5 m/s²

2. a_max=-ω²x_max, ω=2πf=22 rad/s, f=3.5 Hz

3. F=ma=0.2 kg*13.5 m/s²=27 N

4. Решение:

Уравнение колебаний в общем виде:

Сопоставив это уравнение с уравнением, данным в условии задачи:

определяем амплитуду колебаний ,

циклическую частоту

начальную фазу .

Найдем скорость и ускорение материальной точки:

Сила, действующая на точку:

Максимальная сила

Ответ:

Дескрипторы:

• записывает уравнение движения ;

• записывает уравнение скорости ;

• записывает уравнение ускорения ;

Конец урока(5 мин)

Три М".Студентам предлагается назвать три момента, которые у них получились хорошо в процессе урока, и предложить одно действие, которое улучшит их работу на следующем уроке.

Рефлексия. Студенты анализируют таблицу самооценивания, отмечают, какие задачи решили легко, при решении каких возникли проблемы, намечают пути их решения

Домашняя работа: Повторить тему Гармонические колебания. Решение задач.