Презентация к уроку физики 9 класса по теме: "Механические колебания. Характеристики колебаний".

Механические колебания

Автор:

учитель физики

Хомченко О.В.

© МОУ Ишненская сош

Цель:

Сформировать представления о колебательном движении, изучить свойства и основные характеристики периодических (колебательных) движений.

Найти общий признак

Основной общий признак колебания

повторяемость

Периодические колебания

колебания, повторяющиеся через равные промежутки времени

Свободные колебания

происходят только благодаря начальному запасу энергии.

Колебательные системы (маятники)

системы тел, способные совершать свободные колебания.

Нитяной маятник

Пружинный маятник

Нить (стержень), груз, Земля.

Пружина, груз , Земля.

Маятники

Маятником называется твёрдое тело (или система тел), способное совершать колебания около неподвижной точки или оси.

Энергия упругодеформированного тела

Если тело вывести из положения устойчивого равновесия то:

• Тело получает некоторый запас энергии.

2.Появляется сила внутри системы, возвращающая тело в положение равновесия.

Энергия нитяного маятника

Устойчивое равновесие

при малых отклонениях тело возвращается в положение равновесия.

Условия возникновения механических колебаний:

• Наличие устойчивого положения равновесия, при котором равнодействующая сила равна нулю.
• Наличие запаса энергии.
• Если вывести тело из положения равновесия, то равнодействующая (возвращающая в него) сила не будет равна нулю.
• Малые силы трения в системе.

Тест

• В каком случае шарик будет совершать колебания?

• Почему маятник, дойдя до положения равновесия, продолжает движение?

• Из-за действия силы упругости Из-за действия силы тяжести Из-за явления инерции
• Из-за действия силы упругости Из-за действия силы тяжести Из-за явления инерции
• Из-за действия силы упругости
• Из-за действия силы тяжести
• Из-за явления инерции

• Какие из перечисленных ниже движений являются колебаниями?

• Движение качелей Движение, падающего мяча Движение автомобиля
• Движение качелей Движение, падающего мяча Движение автомобиля
• Движение качелей
• Движение, падающего мяча
• Движение автомобиля

• Какие из перечисленных ниже движений являются свободными колебаниями?

• Колебание машины движущейся по неровной дороге Колебание груза на нити после однократного отклонения его от положения равновесия Колебание диффузора громкоговорителя во время работы приёмника
• Колебание машины движущейся по неровной дороге Колебание груза на нити после однократного отклонения его от положения равновесия Колебание диффузора громкоговорителя во время работы приёмника
• Колебание машины движущейся по неровной дороге
• Колебание груза на нити после однократного отклонения его от положения равновесия
• Колебание диффузора громкоговорителя во время работы приёмника

Вопросы на повторение ранее изученного материала

1. Приведите примеры колебательных движений.

2. Как вы понимаете утверждение о том, что

колебательное движение периодично?

3. Какой общей чертой (кроме периодичности) обладают

колебательные движения тел?

4. Какие колебания называются свободными?

5. Какие системы являются колебательными?

6. Что называется маятником?

7. Какие тела входят в колебательную систему , называемую

пружинным маятником? нитяным маятником?

8. Как изменяются скорость и ускорение при колебательном движении тела?

Примеры колебательных движений

Общая черта колебательных движений

Колебательные системы

Задание

Рассмотрите рисунок и укажите, какие системы являются колебательными, а какие – нет.

Тема урока

Характеристики колебаний

Автор:

учитель физики

Хомченко О.В.

© МОУ Ишненская сош

Цель урока

Изучить основные характеристики периодических (колебательных) движений

Амплитуда колебаний А

• наибольшее отклонение колеблющегося тела от положения равновесия
• измеряется в метрах [м]

0

Период колебаний Т

это промежуток времени, в течение которого совершается одно полное колебание [с]

t = 5 c

N = 10 ( колебаний )

Т – ?

Т = t / N

Т = 5 c / 10

Т = 0,5 c

Частота колебаний ν

это число колебаний в единицу времени

За единицу частоты принято 1 колебание в секунду – 1 Гц (герц)

ν = N / t

ν 1 = 10 / 5 c

ν 2 = 2 0 / 5 c

ν 1 = 2 c -1 = 2 Гц

ν 2 = 4 c -1 = 4 Гц

t = 5 c

N 1 = 10

N 2 = 2 0

ν 1 – ?

ν 2 – ?

Частота свободных колебаний называется

собственной частотой колебаний.

Генрих Герц

Немецкий учёный-физик, доказавший существование электромагнитных волн, исследовал их свойства. Развил теорию Максвелла. Разработал теорию резонаторного контура. Работы Герца обусловили возникновение беспроводной телеграфии, радиосвязи, телевидения, радиолокации и т.д.

Связь периода и частоты колебаний

Т = t / N

ν = N / t

Период колебаний нитяного маятника

Период колебаний пружинного маятника

Графическое представление колебаний

График гармонических колебаний

Графическое представление колебаний

Периодические изменения во времени физической величины, происходящие по закону синуса или косинуса, называются гармоническими колебаниями

Задание

Определить по графику амплитуду и период колебаний. Найти частоту колебаний.

х,

А = 2 см, Т = 4 с

ν = 1 / Т

ν = 1 / 4 c = 0, 2 5 Гц

А

Т

t,c

Фаза колебаний

Определяется по направлению векторов скорости колебания двух маятников по отношению друг к другу

Колебания в

Колебания с

противоположных

фазах

разностью фаз

Колебания в

одинаковых фазах

Задание

На рисунке изображены пары колеблющихся маятников. В каких случаях два маятника колеблются: в одинаковых фазах, в противоположных фазах, с разность фаз?

Вопросы на закрепление

• Перечислите величины, характеризующие колебательное движение.
• Что называют амплитудой, частотой, периодом колебаний? Назовите единицы измерения.
• Что называется собственной частотой колебательной системы?
• Как связаны между собой период и частота колебаний?
• Какие колебания называют гармоническими?
• Как найти период математического маятника? пружинного маятника?

Задание

Амплитуда колебаний тела на пружине равна 3см. Какой путь от положения равновесия пройдёт тело за 1/4Т, 1/2Т, 3/4Т, Т?

см

t 1 = 1/4Т S 1 = 1А = 3 см

t 2 = 1/2Т S 2 = 2А = 6 см

t 3 = 3/4Т S 3 = 3А = 9 см

t 4 = Т S 4 = 4А = 12 см

3

-3

Задача

Амплитуда колебаний груза на пружине равна 10 см, частота 0,5 Гц. Какой путь пройдёт груз за время равное 20 с?

Дано:

А = 10 см

Решение:

За t = Т тело дважды

ν = 0,5 Гц

t = 20 с

S - ?

проходит через положение

равновесия, значит, S T =4А

за одно полное колебание.

Тогда S = N • S T

Т.к. ν = N / t , то N = ν • t

N = 0,5 Гц • 20 с = 10 (колебаний)

S = 10 • 4 • 10 см = 400 см = 4 м

Ответ: S = 4 м.

Домашнее задание

§ 24 - 27; вопросы ,

упр. 24 № 1, 7 ( устно ),

№ 3,4,6 ( письменно ) и Л - № 860.

Подготовиться к лабораторной работе

№ 3, с . 232-235