Урок физики. Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы. Маятник.

8

Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы. Маятник.

Цели:

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

Задачи:

Рассказать и показать колебательные движения. Рассмотреть на примерах свободные колебания и колебательные системы.

План урока:

1. Организационный момент 1 мин.

2. Повторение темы, опрос: 8 мин.

   1. Что такое сила?

      1. Сила тяжести.

      2. Показать силу на рисунке.

      3. Сила упругости.

      4. Показать силу на рисунке.

      5. Что такое деформация.

   2. Виды движений

      1. По форме траектории.

      2. По наличию ускорения.

3. Новый материал: 23 мин.

   1. Демонстрация.

   2. Колебания.

   3. Механические колебания.

   4. Свободные колебания.

   5. Колебательные системы.

   6. Равновесие.

   7. Маятники.

4. Презентация. 5 мин.

5. Тест. 5 мин.

6. Домашнее задание 3 мин.

Повторение.

Опрос:

Что такое сила?

Сила – причина изменения скорости.

Как узнать, что на тело подействовала сила?

Тело деформировалось или изменило свою скорость.

Что такое деформация?

Деформация – изменение формы или размеров тела.

Определение силы тяжести.

Сила тяжести это сила, с которой тело притягивается к Земле.

Определение силы упругости.

Сила упругости возникает в теле в результате деформации и стремится вернуть тело в исходное положение.

Изобразить силу тяжести и силу упругости на доске.

Написать формулу силы тяжести.

Написать формулу силы упругости.

Напомнить учащимся, что величина силы упругости, возникающей при деформации, прямо пропорциональна величине деформации.

- удлинение.

k - Коэффициент упругости (жёсткость) пружины, зависящий от:

• материала

• формы

• размера

Какие виды движений вы знаете по форме траектории?

• прямолинейное

• криволинейное

Какие виды движений вы знаете по наличию (отсутствию) ускорения?

• равномерное

• неравномерное

Колебания.

1. Демонстрация колебательных процессов.

2. Основной общий признак колебания? – повторяемость.

3. Колебания – процессы (изменения состояния), обладающие той или иной повторяемостью во времени.
   Колебания, повторяющиеся через равные промежутки времени называются периодическими.
   Промежутки времени, через который процесс повторяется, называется периодом колебаний.
   И основной признак таких колебаний периодичность, т.е. повторяемость.

4. Механические колебания.
   Механические колебания – движения, которые точно или приблизительно повторяются во времени.

   1. Рассмотрим колебательные движения двух тел:

Эти тела могут совершать колебательные движения без помощи внешних сил (как бы «сами по себе»), такие колебания называются свободными.

Но колебания совершаются не отдельным телом, они происходят в колебательных системах.

1. Примеры колебательных систем:

• Нить (стержень), груз, Земля.

• Пружина, груз.

• Струна

1. Признаки колебательных систем:

   1. Наличие устойчивого положения равновесия.

   2. Малое трение.

2. Равновесие
   Равновесие механической системы – состояние при котором все её точки покоятся относительно рассматриваемой системы отсчёта.

Р авновесие

Устойчивое – при малых отклонениях тело возвращается в положение равновесия.

Колебательная система – система тел, способная совершать свободные колебания.

1. Так что же такое свободные колебания?

Если вывести тело из положения равновесия, то:

• Система получает некоторый запас энергии.

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

Откуда берётся этот запас энергии?

1. Любое поднятое тело над Землёй обладает энергией.

2. Упругодеформированное тело (сжатая, растянутая пружина) обладает энергией.

3. Движущееся тело обладает энергией.

Мы сообщаем телу некоторый запас энергии, когда выводим тело из положения равновесия.

Свободные колебания – колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии.

Свободные колебания – колебания, происходящие под действием внутренних сил.

1. Внутренние силы, которые появились внутри колебательной системы, благодараря тому, что мы совершили работу:

   1. Подняли тело над Землёй.

1. Сжали – растянули пружину.

Маятники

Нитяной маятник Пружинный маятник

Рассмотренные нами две колебательные системы называются маятниками.

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