Колебательное движение

Дата: Класс 9

Тема: Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы. Величины, характеризующие колебательное движение.

Цель урока: сформировать у учащихся представление о колебательном движении, колебательной системе, свободных колебаниях и условиях их существования; рассмотреть колебания на примере математического и пружинного маятников.

Задачи урока:

Развивать у учащихся навыки к анализу и построению логических умозаключений на примере колебательного движения. 

Воспитывать аккуратность, бережное отношение к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным.

Планируемые результаты:

—Определять колебательное движение по его признакам;

—приводить примеры колебаний;

—описывать динамику свободных колебаний пружинного и математического маятников;

Тип урока: изучение нового материала.

Техническое обеспечение: компьютер, мультимедийный проектор, штативы, груз на длинной нити, груз на пружине.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

- Что изучает механика? ( Движение тел и причины их возникновения)

- С какими видами движения, мы уже знакомы? (равномерное, свободное падение тел, равноускоренное, движение по окружности).

Но это не все виды движения. Есть еще один вид движения, с которым мы встречаемся в природе, жизни, технике.

На слайде приведены примеры движения тел. Как бы вы назвали, такое движение? ( такие движения можно назвать колебательными)

- Кто сформулирует тему урока? ( Колебательное движение)

- Какие цели поставим перед собой? Изучить определение, виды колебаний; познакомиться с величинами, которые характеризуют колебательные движения.

3. Объяснение нового материала

- Рассмотрите внимательно данные примеры колебательных движений. Что общего во всех движениях тел?( периодическая повторяемость, то есть тело повторяет движение через одинаковые промежутки времени ).

- Какое определение можно дать механическим колебаниям?

- Приведите примеры колебаний, с которыми мы встречаемся в природе, быту? ( движение тела по окружности, качели, игла швейной машинки).

- Примером механических колебаний, является колебание тела, подвешенного на пружине. Необходимо выяснить, какие условия должны соблюдаться, чтобы возникло колебательное движение.

Демонстрация тела на пружине.

- Какие силы действуют на груз, когда он находится в состоянии покоя? (Если груз находится в состоянии покоя, то сила тяжести уравновешивается силой упругости).

- Как вывести тело из положения равновесия? (Необходимо либо сжать, либо растянуть пружину, на которой висит груз).

- Верно, при растяжении или сжатии пружины сила упругости стремится вернуть пружину в положение равновесия. При смещении груза из положения равновесия вниз, из-за увеличения деформации пружины сила упругости возрастает, а сила тяжести неизменна. Сила упругости стремится вернуть тело в положение равновесия. Поэтому тело начинает двигаться вверх. Но при прохождении равновесия, равнодействующая сила направлена вверх и тело по инерции продолжает двигаться вверх. При смещении тела вверх вновь сила упругости стремится вернуть тело в положение равновесия и так процесс продолжается, пока сила трения, не приведет к затуханию колебаний.

- Таким образом, какие условия необходимы для осуществления механических колебаний? ( 1- наличие силы, возвращающей тело в положение равновесия, в нашем случае, силы упругости; 2 – сила трения должна быть по возможности малой).

- Движения тела, которые повторяются через одинаковые промежутки времени, называются колебательными. Для возникновения колебательных движений необходимо наличие силы, пропорциональной смещению тела и направленной противоположно ему.

- Для характеристики колебаний используют определенные физические величины: амплитуда, период, частота.

Работа с учебником

Познакомимся с этими величинами стр. 98. Заполнить таблицу:

- Как и любое механическое движение колебания имеют график.

Чтобы выяснить какой график имеют механические колебания можно провести опыт:

- Графиком является кривая линия. В математике эту линию называют синусоидой. Следовательно, колебания тела являются гармоническими. По графику колебаний можно определить амплитуду и период колебаний, а затем вычислить частоту

4.Закрепление

Упр. 24 (2,4,6) – решение задач с объяснением

Решите задачи самостоятельно:

1.

На ри­сун­ке даны гра­фи­ки зависимости сме­ще­ния от вре­ме­ни при ко­ле­ба­ни­ях двух маятников. Срав­ни­те амплитуды A₁ и A₂ ко­ле­ба­ний маятников.

1) 

2) 

3) 

4) 

2. Груз на пру­жи­не совершает ко­ле­ба­ния с ам­пли­ту­дой A. За один пе­ри­од колебаний груз про­хо­дит путь, рав­ный

1) 

2) 

3) 

4) 

3. На ри­сун­ке изоб­ра­жен гра­фик за­ви­си­мо­сти ко­ор­ди­на­ты x тела, со­вер­ша­ю­ще­го гар­мо­ни­че­ские колебания, от вре­ме­ни t. Опре­де­ли­те ча­сто­ту этих колебаний.

1) 0,1 Гц

2) 0,2 Гц

3) 125 Гц

4) 250 Гц

4 На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик гар­мо­ни­че­ских ко­ле­ба­ний маятника. Ам­пли­ту­да и пе­ри­од ко­ле­ба­ний ма­ят­ни­ка равны соответственно

1) 6 см и 10 с

2) 6 см и 20 с

3) 12 см и 10 с

4) 12 см и 20 с

5. Итог урока.

Повторим главное, что сегодня мы узнали на уроке.

Механическое колебательное движение —  движение, при котором состояния тела с течением времени повторяются, причем тело проходит через положение устойчивого равновесия поочередно в противоположных направлениях.

Если колебания происходят в системе только под действием внутренних сил, то такие колебания называют свободными.

Колебательная система — физическая система, в которой при отклонении от положения равновесия возникают и существуют колебания.

6. Рефлексия.

Что нового вы сегодня узнали на уроке?

Что запомнили? Что не усвоили?

Над чем вы будете работать дома?

Домашнее задание: § 24,25,26, Упр. 24 (3, 5)

Оценки за устные ответы при изучении новой темы, закреплении.