Презентация по физике: Механические колебания (1 курс)

УТЖТ Механические колебания 1 курс 2016г.

Какое движение называют механическим? Механические колебания — частный случай механического движения. Как получить такое движение? Как назовем такую систему? Изучение нового материала начинается с вопроса: ка­кое движение называют механическим? После ответа учитель демонстрирует колебание пружинного маятника и за­дает вопрос: можно ли назвать наблюдаемое явление механическим движением? Почему? Затем, после первичного определения явления, следует краткий рассказ о распрост­раненности колебательного движения в природе: колеблют­ся деревья, ветки и листья, струна гитары, рука человека при ходьбе и т. п. Вводим понятие МАЯТНИК

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Каковы виды колебаний? Каковы характерные особенности колебательного движения? Где возможны колебания? Каковы основные кинематические характеристики механических колебаний? Как записать уравнение колебательного движения, чтобы решить ОЗК? Обозначение учебных проблем учителем

Особенности колебаний Свойства колебаний Характеристики колебаний 1. Ограничены в пространстве А – амплитуда Х - координата 2. Повторяются во времени Т- период, v-частота 3. Неограниченны во времени (Свободные колебания) t- время 4. Движениенеравномерно Изменения координаты Скорости Силы Ускорения периодичны во времени На доске запись

Физические характеристики колебательного движения Физические величины Обозна-чение Характеризменения формула Связь с другими величинами координата скорость сила ускорение период амплитуда частота Циклическая частота Физические величины известны из кинематики ПРд и РУД. Мы имеем дело с другим видом движения, но характеристики прежние

Физические характеристики колебательного движения Физические величины Обозна-чение Характеризменения формула Связь с другими величинами координата x скорость v сила F ускорение a период T частота f Амплитуда А Циклическая частота ω

Экспериментальный график колебания А, амплитуда – наибольшее отклонение от ПУР. Т, период – время, в течение которого тело совершает одно колебание, φ - начальная фаза колебаний

Физические характеристики колебательного движения Физические величины Обозна-чение Характеризменения формула Связь с другими величинами координата x периодически скорость v периодически сила F периодически ускорение a периодически период T неизменен амплитуда А неизменна частота f неизменна Циклическая частота ω неизменна

Виды колебаний Свободные Колебания под действием внутренних сил при выведении системы из равновесия. Вынужденные Колебания под действием внешней периодической силы. Затухающие Колебания системы под действием внутренних сил и сил сопротивления.

Виды колебаний Каковы виды колебаний и каковы характерные осо­бенности колебательного движения, каковы основные кине­матические характеристики механических колебаний — так формулируются учебные проблемы урока. Обсуждая с детьми тему, приходим к выводу, что свободные колебания – идеальные, в то время как реальные колебания либо затухающие, либо вынужденные

Колебательные системы Физические системы, в которых происходят колебания - МАЯТНИКИ. Укажите общие признаки систем. http://sgtnd.narod.ru Обычно маятником называют тело, колеблющееся в поле тяжести Земли. Земля входит в колебательную систему. Показаны системы в которых возможны СВОБОДНЫЕ колебания. Учащиеся должны увидеть, что в данных системах действуют только внутренние силы.

Общие признаки колебательных систем 1. Наличие положения устойчивого равновесия (ПУР) – возникает возвращающая сила. 2. Отсутствие сил сопротивления движению (или ими можно пренебречь в данных условиях).

Модели колебательных систем Математический маятник Материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити Материальная точка, прикрепленная к невесомой упругой пружине В курсе школьной физики рассматриваются две модели механических колебательных систем: пружинный и математический маятники

Уравнение колебательного движения α У R У =R*cos α t Где α = ω t Пример периодического движения: движение по окружности. Покажем, что это тоже колебательное движение. Рассмотрим изменение проекции движения на вертикальную ось. Как будет изменяться координата по горизонтальной оси?

Физические характеристики колебательного движения Физические величины Обозна-чение Характеризменения формула Связь с другими величинами координата x периодически R*sinωt скорость v периодически V*cosωt сила F периодически -F*sinωt ускорение a периодически -(F/m)*sinωt период T неизменен t/N частота f неизменна N/t Циклическая частота ω неизменна 2π/T

Зависимость периода от массы тела T = 2π Вывод формулы надо сделать на доске, можно с помощью учеников

Математический маятник T = 2π х

Виды маятников и их характеристики

Закрепление материала. Тест 1. График смещения точки представлен на рисунке. Закон движения тела имеет вид: х=0.2sin ωt x=20sin ωt x=0.2cos ωt X=20cos ωt Отмечают № ответа в бланке

Грузик совершает колебания на нити. Как направлен вектор ускорения грузика в точке О? 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 2. Закрепление материала 0 1 2 3 4 Отмечают № ответа в бланке, ускорение только центростремительное

2. За какую часть периода Т шарик математического маятника проходит путь от левого крайнего положения до правого крайнего положения. Т Т/2 Т/4 Т/8 3. Если массу груза математического маятника увеличить в 4 раза, то период его малых колебаний: Увеличится в 4 раза Увеличится в 2 раза Уменьшится в 4 раза Не изменится Закрепление материала Отмечают № ответа в бланке: 3 – Т/2, 4 - №4 – не изменится

4. Если длину математического маятника уменьшить в 4 раза, то период Т его свободных колебаний 1. увеличится в 2 раза 2. Увеличится в 4 раза 3. Уменьшится в 2 раза 4. Уменьшится в 4 раза 5. Верно утверждение: Свободным является колебание А. груза, подвешенного к пружине, после однократного его отклонения от ПУР. Б. мембраны громкоговорителя во время работы приемника. Только А Только Б А и Б Ни А, ни Б Закрепление материала

Экспериментальные задания Пружинный маятник Математический маятник 1 Запустить маятник. 2.Изобразить траекторию движения маятника, в 3-х точках указать направление скорости и силы. 4. Определитьамплитуду колебаний. 5. Определить период колебаний. 6. Сделать вывод об изменении характеристик колебания и зависимости периода Т. 1 Запустить маятник. 2.Изобразить траекторию движения маятника, в 3-х точках указать направление скорости и силы. 4. Определитьамплитуду колебаний. 5. Определить период колебаний. 6. Сделать вывод об изменении характеристик колебания и зависимости периода Т.

Чем отличаются колебания? 0 0 t Разбираем устно

Чем отличаются колебания? Фазой колебания – sin или cos

График реальных (затухающих) колебаний

Чем отличаются колебания? Если останется время, разобрать

Чем отличаются колебания? Амплитудой, первые – негармонические, нижние – наложение нескольких колебаний в разных фазах

Виды колебаний Разные амплитуды, периоды, одинаковая начальная фаза

Проверка усвоения 1. Чем отличаются эти колебания? 2. Найдите период , частоту и амплитуду колебаний. Рис.1 Рис.2

Подведем итоги Колебания – это особый вид движения, описываемый уравнением с использованием функций sin или cos. Колебательные системы – особые системы взаимодействующих тел. Существует 3 вида колебаний. Период и частота колебаний зависят от параметров системы. Зная соотношение F/x и A всегда можно рассчитать характеристики колебаний. Характеристики колебаний всегда можно измерить или определить по графику.