Конспект урока по теме: "Распространение звука. Скорость звука"
Конспект урока по теме: "Распространение звука. Скорость звука"
Тема: Распространение звука. Скорость звука.
Цель: Выяснить особенности распространения звука, познакомиться с историй измерения скорости звуковых волн, зависимостью скорости звука от свойств среды (температуры, агрегатного состояния).
Конспект урока "Распространение звука. Скорость звука" содержит
разделы урока: 1) Повторение, 2) Изучение нового материала, 3) Решение задач по теме «Звук», 4) Решение задач на повторение темы «Колебания и волны»
В конспекте приведены сведения из истории измерения скорости звука с 1630г по настоящее время. К уроку подобраны очень интересные, незнакомые по задачникам задачи, взятые на сайте В.И. Регельмана ( http://www.physics-regelman.com/ ), а так же Заочной физико-технической школы при Московском Физико-техническим институте (http://www.school.mipt.ru/).
Есть задачи, в которых требуется найти потенциальную и кинетическую энергию колеблющегося тела по графику энергии, сравнить скорости волн по графику зависимости длины волны от частоты, по графику длины волны от периода оценить среду распространения волн.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Конспект урока по теме: "Распространение звука. Скорость звука"»
Тема: Распространение звука. Скорость звука.
Цель: Выяснить особенности распространения звука, познакомиться с историй измерения скорости звуковых волн, зависимостью скорости звука от свойств среды (температуры, агрегатного состояния).
1.Повторение.
1) Что такое звук?
2) Звук от взмахов крыльев летящего комара мы слышим, а летящей птицы нет. Почему?
3) С какими характеристиками звука мы познакомились на прошлом уроке?
-От чего зависит громкость звука?
-От чего зависит высота звука?
2. Изучение нового материала
Распространение звука.
- Как распространяются продольные волны?
- В каких средах распространяются продольные волны?
- Как распространяется звук? В каких средах?
- Может ли звук сильного взрыва на Луне быть слышен на Земле?
Вывод: Звук распространяется в любой среде- твердой, жидкой, газообразной, но не может Распространяться в пространстве, где нет вещества.
Скорость звука.
Звуковая волна, как и любые другие механические волны, распространяется в пространстве не мгновенно, а с определенной скоростью. Измерив промежуток времени между моментом возникновения звука и моментом когда он доходит до уха можно определить скорость распространения звука
История не сохранила имени наблюдателя, который первым заметил, что звук распространяется с меньшей скоростью, чем свет, Но известно, что первые попытки измерить скорость звука принимались во Франции в 17 веке. Звуковыми «генераторами» служили огнестрельные орудия (мушкеты, пушки).
1630г
М.Мересенн
448 м/с
1635г
Гассенди
скорость звука от частоты не зависит
1643-1727
Ньютон
Неправильная формула, эксп-340м/с
1738 г
Парижская АН
200С- 337 м/с
00С- 332 м/с
1822 г
Парижская АН
340 м/с
1826
Колладон, Штурм
Скорость в воде 1412 м/с
Наст время
Применяется Эл.аппаратура. метод доступен радиолюбмтелям
-100С ---- 325 м/с
200С ---- 343 м/с
600С ---- 366 м/с
1000С ---- 387 м/с
Скорость звука зависит также от свойств среды.
-таблица 2 в § 38. Выводы.
Для решения школьных задач принимаем 340 м/с в воздухе, 1500 м/с в воде
Формулы для волн остаются справедливыми :
3. Решение задач
Упр 32(2)
4. Решение задач на повторение темы «Колебания и волны»
№1.
Маятник, находящийся в положении равновесия перевели в положение 2 и отпустили. В каком из нижеуказанных положений будет находится маятник через время равное 2005,75 периода? Колебания незатухающие.
№2.
Определить частоту колебаний волны, если скорость ее распространения 60 см/с. а расстояние между первой и четвертой "впадинами" равно 0.36 м.
№3
Математический маятник совершает незатухающие колебания с амплитудой 10см. Какой путь пройдет этот маятник, за время равное 5,25 периода? (210 см)
№4
На рисунке показан график зависимости смещения гармонически колеблющегося тела от времени. В какой или в каких из указанных на рисунке точках, потенциальная энергия данного тела принимает минимальное значение?
№5.
При гармонических колебаниях наибольшая потенциальная энергия пружины равна
50 Дж, наибольшая кинетическая энергия груза 50 Дж. Как меняется полная энергия маятника во время одного колебания?
А) Не меняется и равна 50 Дж
№6 (ЗФТШ-2009)
Эхолот, установленный на всплывающем с постоянной скоростью V=3 м/с батискафе, посылает короткий звуковой импульс. На какой глубине находился в этот момент эхолот, если глубина моря в месте погружения составляет Н=3 км, а отраженный от дна импульс был зарегистрирован эхолотом в момент его выхода на поверхность? Скорость звука в воде составляет 1500 м/с.
Д/з
§ 37;38,
упр32 (1,4)
№7.
Потенциальная энергия гармонически колеблющегося тела изменяется с течением времени так, как показано на рисунке. Определить значение кинетической энергии этого тела в момент времени 2025 секунд.
№8.
На рисунке представлен график зависимости кинетической энергии колеблющегося тела от времени. Определить величину кинетической и потенциальной энергии в момент времени 2006 секунд после начала колебаний.
А) Ek =0; Ep =100 Дж.
B) Ek = Ep =160 Дж
C) Ek =100 Дж; Ep =-100 Дж.
D) Ek = Ep =0.
E) Ek =100 Дж; Ep =0
№9
На рисунке показана зависимость длины продольной волны от периода колебаний в трех различных средах. Определить какой график принадлежит воздуху, воде, стали?
Воздух-? Сталь? Вода?
На рисунке показана зависимость длины волны от частоты колебаний для трех различных волн. В каком из нижеприведенных соотношений находятся скорости их распространения?
Приложение.
В 1630г известный в то время физик и математик М.Мересенн, заметив вспышку, подсчитывал удары пульса или отмечал по часам время, когда до него доносился звук выстрела. По результатам экспериментов у него получилась ск.звука=448 м/с
В 1635г ученый Гассенди попытался определить, есть ли разница в скорости распространения звука от более звонкого ружейного выстрела и более глухого пушечного. Оказалось, что скорость звука от частоты не зависит.
Ньютон (1643-1727) в работе «Математические начала натуральной философии» вывел значение скорости звука как
, затем сам проверил результат экспериментально и понял, что формула содержит ошибку. Он измерял время эха от хлопка в ладоши, стоя между двумя параллельными стенами, находившимися на расстоянии 200м одна от другой. Получил V=340м/с
В 1738 г члены Парижской АН повторили опыт Мерсенна. Для эксперимента был выбран холм Монмартр (Холм мучеников)-пригород Парижа. Результат-
200С- 337 м/с
00С- 332 м/с
В 1822 году измерениями скорости звука занялся цвет французской науки. Члены Комиссии мер и весов и Парижской АН-Араго, Гей-Люссак, Гумбольд и др., проводили измерения скорости звука вблизи Парижа. Они установили артиллерийские пушки на расстоянии 18 613 км. Исследователи разбились на две группы. Пушки стреляли по очереди с интервалом 5 мин. Был получен результат- 340 м/с
В 1826 году Жан-Даниэль Колладон( швейцарский физик)и его друг, швейцарский физик Шарль-Франсуа Штурм на Женевском озере провели опыт по измерению скорости распространения звука в воде.
Зажигая порох и одновременно производя удар в подводный колокол, они измеряли промежуток времени между вспышкой света и приходом звука от колокола в удаленную точку, расстояние до которой было точно известно (10 миль).
В ходе эксперимента было установлено, что звук при температуре воды 8 °С распространяется со скоростью 1412,1 м/с.
В настоящее время в расчетах скорость звука в воде принимается равной 1500 м/с при температуре +15°С.