План-конспект урока по физике на тему 'Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. '

физика 9"б" класс

Тема: Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.

Цели урока.
Образовательные:
формирование у учащихся понятия вынужденных колебаний и механического резонанса

изучение возможностей применения этого явления и учёт его в практической деятельности человека.

Развивающие:
развитие познавательной компетенции

развитие абстрактного мышления

Воспитательные:
формирование коммуникативной компетенции

воспитание настойчивости в достижении результата

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

1. Приведите примеры колебаний.

2. Приведите примеры апериодического движения.

4. При каком условии они возникают?

5. Что такое математический маятник?

III. Изучение нового материала

Свободные электромагнитные колебания - это периодически повторяющиеся изменения электромагнитных величин (q - электрический заряд, I - сила тока, U - разность потенциалов), происходящие без потребления энергии от внешних источников.

Вынужденные колебания в отличие от свободных колебаний совершаются не самостоятельно, а под действием периодической внешней силы. Например, электрические колебания в антенне приемника не являются свободными, так как они происходят под воздействием приходящих радиоволн.
Рассмотрим сначала вынужденные колебания маятника, обладающего определенной собственной частотой. Будем качать его рукой с другой частотой. Характер этого колебания зависит от движения руки и может быть, в частности, синусоидальным. К маятнику периодически подводится энергия извне; поэтому его колебания будут незатухающими и могут иметь любую частоту, которая определяется частотой внешней силы.
Такое же явление будет и в колебательном контуре, соединенном с генератором переменного тока. При любой частоте генератора через контур проходит переменный ток, т.е. в контуре происходят вынужденные электрические колебания с частотой генератора.
Вынужденные колебания имеют совершенно иные свойства по сравнению со свободными колебаниями:
1). Они являются незатухающими (вернее они существуют в течение всего времени действия внешней эдс);
2). Они могут иметь различную форму в зависимости от характера эдс;
3). Частота их не зависит от L и С контура, а определяется частотой воздействующей здс;
4). Амплитуда их зависит не только от величины воздействующей эдс, но и от соотношения между частотой этой эдс и собственной частотой самого контура.

Демонстрация резонанса маятников. Если частота вынуждающих сил приблизительно равна частоте собственных колебаний, то знаменатель стремится к нулю. В этом случае амплитуда колебаний резко возрастает.

Резонанс (фр. resonance, от лат. resono - откликаюсь) - резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты внешней силы с частотой собственных колебаний системы.

При резонансе внешняя сила действует синхронно со свободными колебаниями системы.

Многие физические объекты, обладая определенной упругостью, могут совершать собственные колебания. Поэтому внешнее периодическое воздействие на них может оказаться резонансным. Изучение явления резонанса позволяет избежать отрицательных последствий этих воздействий, и использовать энергетические ресурсы резонансных процессов.

Хорошо известно, что для прекращения расплескивания воды в ведре необходимо изменить темп ходьбы. При этом изменяется частота внешней силы.

При землетрясениях разрушаются здания одинаковой высоты, так как их собственная частота колебаний определяется высотой и совпадает с частотой колебания почвы.

Явление резонанса позволяет с помощью сравнительно малой силы получить значительное увеличение амплитуды колебаний (используется в горнодобывающей промышленности.) III, Закрепление изученного

1. Что называется резонансом?

2. Каково условие резонанса?

3. Начертите резонансные кривые.

4. Приведите примеры вредного и полезного проявления резонанса.

Домашнее задание

§ 28. Упражнение 23.

Колебания - это движение, которое повторяется через определённый промежуток времени.

Свободные колебания -

колебания, происходящие в системе без действия внешних сил, благодаря начальному запасу энергии

Вынужденные колебания -

колебания, происходящие под действием внешних сил.

Колебательная система - система, которая может совершать колебательное движение, если её вывести из состояния равновесия

Виды колебательных систем