Домашнее задание: Выполните Тестовое задание по вариантам.
16.11.2020
Класс: 11
Тема: Свободные и вынужденные колебания
Эпиграф:
“Науку все глубже постигнуть стремись.
Познанием вечного жаждой тянись.
Лишь первых познаний блеснёт тебе свет.
Узнаешь: предела для знания нет…”
Фирдоуси (персидский и таджикский поэт 940-1030 гг.)
1. Просмотрите видеоурок перейдя по ссылке - https://youtu.be/aLSPhoiH55Q
Изучите теретический материал, составьте краткий конспект
Всюду в нашей жизни мы встречаемся с колебательными движениями: периодически движутся участки сердца и легких, колеблются ветви деревьев при порыве ветра, ноги и руки при ходьбе, колеблются струны гитар, колеблется спортсмен на батуте и школьник, пытающийся подтянуться на перекладине, пульсируют звезды (будто дышат), а возможно и вся Вселенная, колеблются атомы в узлах кристаллической решетки…
Ученый Л.И. Мандельштам говорил, что если посмотреть историю физики, то можно увидеть, что главные открытия были связаны по существу с колебаниями. И нам тоже сегодня предстоят открытия
Динамику колебаний рассмотрим на двух классических примерах – на примере колебаний тела, прикреплённого к пружине, и на примере колебаний груза, подвешенного на нити
Анализ этих примеров мы будем проводить по общему плану:
1) определение колебательной системы;
2) формулировка упрощающих предположений;
3) составление уравнения движения;
4) выяснение причин колебаний;
5) определение периода колебания.
Пример 1. Математический маятник
1) Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящейся в поле тяжести Земли. Идеальный и реальный маятники.
2) Прежде, чем приступить к выводу уравнения движения математического маятника, примем два упрощающих условия:
- силы трения должны быть малы, и поэтому их можно не учитывать:
- будем рассматривать лишь малые колебания маятника с небольшим углом размаха.
3) Для установления причин свободных колебаний математического маятника рассмотрим процесс колебания более подробно
Причинами свободных колебаний математического маятника являются:
- действие на маятник силы натяжения нити и силы тяжести, препятствующей его смещению из положения равновесия и заставляющей его снова опускаться.
- инертность маятника, благодаря которой он, сохраняя свою скорость, не останавливается в положении равновесия, а продолжает движение.
5) Выводом формулы периода свободных колебаний мы займёмся на следующем уроке, а сейчас просто запишем итоговую формулу:
Галилео Галилей – великий итальянский ученый – один из создателей точного естествознания, всю свою жизнь посвятил физике и астрономии, сделав ряд важных открытий. Родился в городе Пизе, известном своей наклонной башней. Учился сначала в монастырской школе, а затем в университете. Уже в студенческие годы Галилей увлекся изучением колебаний. Он обнаружил, что колебания маятника не зависят от его массы, а определяются длиной подвеса. Сохранилось предание о том, как молодой студент медицинского факультета Галилео Галилей в одно из воскресений 1583 года с интересом следил за качанием зажженных лампад в церкви. По ударам пульса он определил время, необходимое для полного размаха лампад. С этого времени медицину ему пришлось оставить и сосредоточиться на физике.
Пример 2. Пружинный маятник
1) Колебательная система в этом случае представляет собой совокупность некоторого тела и прикрепленной к нему пружины. Вертикальный и горизонтальный маятники.
2) Попробуем вместе по аналогии с математическим маятником принять упрощающие предположения. Анализ свободных колебаний, совершаемых пружинным маятником, значительно упрощается, если:
- силы трения, действующие на тело, пренебрежимо малы и, поэтому их можно не учитывать;
- деформации пружины в процессе колебаний тела не велики, так что можно их считать упругими и пользоваться законом Гука.
3) Предлагаю получить уравнение свободных колебаний учащегося. Получим уравнение движения пружинного маятника.
- запишем второй закон Ньютона в векторном виде и в проекциях на ось ОХ:
ma = F(упр)
ma = -kx
a = -kx/m – это уравнение называют уравнением свободных колебаний пружинного маятника.
4) Для установления причин свободных колебаний пружинного маятника, рассмотрим процесс более подробно. Таким образом, колебания пружинного маятника имеют следующие причины:
- действие на тело силы упругости, пропорциональной смещению тела от положения равновесия и направленной к этому положению;
- инертность колеблющегося тела, благодаря которой оно не останавливается в положении равновесия, а продолжает двигаться в прежнем направлении.
5) Запишем формулу периода свободных колебаний пружинного маятника
T = 2π√m/k
Христиан Гюйгенс – голландский физик, математик, механик и астроном. Родился в Гааге. Обучался в Лейденском университете юридическим наукам, но не прекращал занятия математикой. Опираясь на исследования Галилея, он решил ряд задач механики. В 1656 году в возрасте 27 лет им были сконструированы первые маятниковые часы со спусковым механизмом. Создание часов, измеряющих время с невиданной для той поры точностью, имело далеко идущие последствия для развития физического эксперимента и практической деятельности человека. До этого ведь время измеряли по истечению воды, горению факела или свечи. Созданная Гюйгенсом к 1673 году теория колебаний явилась одним из оснований для понимания потом природы света.
Домашнее задание: Выполните Тестовое задание по вариантам.
| 1 вариант | 2 вариант |
| 1. Как изменится период колебаний математического маятника, если амплитуду его колебаний уменьшить в 2 раза? Трение отсутствует. 1)Уменьшится в 1,4 раза. 2) Увеличится в 1,4 раза. 3) Уменьшится в 2 раза. 4) Увеличится в 2 раза. 5) Не изменится. 2. Как изменится период колебаний математического маятника, если длину нити увеличить в 1,5 раза? Укажите число наиболее близкое к ответу. 1) Уменьшится в 1,2 раза. 2) Увеличится в 1,2 раза. 3) Уменьшится в 1,4 раза. 4) Увеличится в 1,4 раза. 5) Уменьшится в 1,5 раза. 6) Увеличится в 1,5 раза. 3. Груз, прикреплённый к пружине, совершает гармонические колебания в горизонтальной плоскости. Как изменится период колебаний, если массу груза и жёсткость пружины увеличить в 2 раза? 1) Уменьшится в 4 раза. 2) Увеличится в 4 раза. 3) Уменьшится в 2 раза. 4) Увеличится в 2 раза. 5) Не изменится. 4. При гармонических колебаниях пружинного маятника груз проходит путь от правого крайнего положения до положения равновесия за 0,7 с. Каков период колебаний маятника? 1) 0,7 с. 2) 1,4 с. 3) 2,1 с. 4) 2,8 с. 5) 3,5 с. 5. При гармонических колебаниях пружинного маятника с периодом 1с и амплитудой 12 см тело достигло минимальной скорости. Чему равна в этот момент координата тела? 1) Только 0 см. 2) Только 12 см. 3) Только - 12 см. 4) 12 см или –12 см. 5) Среди ответов 1-4 нет правильного ответа. | 1. Пружинный маятник совершает гармонические колебания с амплитудой 20 см. Как изменится период колебаний этого маятника при уменьшении амплитуды колебаний до 10 см? Трение отсутствует. 1) Увеличится в 2 раза. 2) Уменьшится в 2 раза. 3) Немного увеличится. 4) Немного уменьшится. 5) Не изменится. 2. Груз, прикреплённый к пружине, совершает гармонические колебания в горизонтальной плоскости. Как изменится период колебаний груза, если жёсткость пружины увеличить в 2 раза? 1) Уменьшится в 2 раза. 2) Увеличится в 2 раза. 3) Уменьшится в 1,4 раза. 4) Увеличится в 1,4 раза. 5) Не изменится. 3. Груз, прикреплённый к пружине, совершает гармонические колебания в горизонтальной плоскости. Как изменится период колебаний груза, если его массу и жёсткость пружины уменьшить в 2 раза? 1) Уменьшится в 4 раза. 2) Увеличится в 4 раза. 3) Уменьшится в 2 раза. 4) Увеличится в 2 раза. 5) Не изменится. 4. При гармонических колебаниях математического маятника груз проходит путь от правого крайнего положения до положения равновесия за 0,5 с. Каков период колебаний маятника? 1) 0,5 с. 2) 1,0 с. 3) 1,5 с. 4) 2,0 с. 5) Среди ответов 1-4 нет правильного ответа. 5. Груз, прикреплённый к невесомой и нерастяжимой нити, совершает гармонические колебания в вертикальной плоскости с периодом 1,5 с и амплитудой 15 см. Чему равна координата груза в момент, когда он достигает минимальной скорости? 1) Только 0 см. 2) Только15 см. 3) Только –15 см. 4) 15 см или –15 см. |
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 64; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!