Тема: механические колебания.

Тема: механические колебания.
Повторительно-обобщающий урок.
Цели: систематизирование и обобщение знаний учащихся по механическим колебаниям, развитие
навыков самостоятельной работы и исследовательской деятельности.
План урока:
Организационный этап (постановка целей урока)
Вопросы для повторения
Решение тестовых и качественных задач
Аукцион формул. (Решение расчётных задач)
Творческое экспериментальное задание(выполняется до урока группой или
индивидуально, на уроке заслушивается отчёт)
VI. Подведение итогов урока
I.
II.
III.
IV.
V.
Ход урока:
I. Организационный этап (постановка целей урока)
II. Вопросы для повторения:
Перед тем как приступить к решению задач, необходимо повторить весь теоретический
материал по изученной теме, остановиться на основных терминах, определениях и
соотношениях.
1) Что такое механические колебания?
2) Что называют маятником?
3) Назовите виды маятников и дайте им определения.
4) Приведите примеры свободных и вынужденных механических колебаний.
5) Какие колебания являются гармоническими?
6) Перечислите основные характеристики колебательного движения и дайте их
определения. Слайд №2
7) От каких параметров зависят период и частота нитяного маятника? Назовите
формулу. Слайд №5
8) От каких параметров зависят период и частота пружинного маятника? Назовите
формулу. Слайд №5
9) Какие превращения энергии происходят при механических колебаниях?
По ходу опроса учитель (ученики) выписывают основные соотношения на доске
III. Решение тестовых и качественных задач
1) Поставьте соответствие между физическими величинами и их обозначением:
Слайд №3
1. период колебаний
а) v
2. частота колебаний
б) ω
3. циклическая частота
в) А
4. амплитуда
г) х
5. смещение
д) Т
2) Поставьте соответствие между физическими величинами и их единицами
измерения: Слайд №4
1. период колебаний
а) рад
2. частота колебаний
б) рад/с
3. циклическая частота
в) м
4. амплитуда
г) Гц
5. фаза
д) с
3) Какой из маятников колеблется с большей частотой? Слайд№6
4) Если массу груза увеличить в 4 раза, то как изменится период пружинного
маятника? Слайд №6
А) в 4 раза увеличится
Б) в 4 раза уменьшится
В) в 2 раза увеличится
Г) в 2 раза уменьшится
5) Подвешенный на нити груз совершает малые колебания. Считая колебания
незатухающими, выберите правильные утверждения: Слайд №7
1. Чем длиннее нить, тем больше частота колебаний
2. При прохождении грузом положения равновесия скорость груза максимальна
3. Частота колебаний зависит от массы груза
6) Подвешенный на пружине груз совершает малые колебания в вертикальном
положении. Считая колебания незатухающими, выберите правильные
утверждения: Слайд №8
1. Чем больше коэффициент жесткости пружины, тем больше период колебаний
2. Период колебаний зависит от амплитуды
3. Период колебаний зависит от массы груза
7) Определите основные характеристики гармонических колебаний по графику:
Слайд №9
8) Сравните основные характеристики гармонических колебаний для двух
графиков: Слайд №10
Определите основные характеристики гармонических колебаний для энергии.
Слайд №11
IV. Аукцион формул. Слайд №12


Задание1: Учитель предлагает учащимся формулу x  20 sin  2  t   .
3

Ученики выясняют: речь идет о теле, совершающем гармонические колебания, устанавливают фв,
характеризующие эти колебания:
1) А= 20м– амплитуда колебаний
2) w  2 рад/с –циклическая частота

3)   2t  рад – фаза колебаний
3

4)  0 
рад – начальная фаза
3
w
2 1

 – частота колебаний
5)  
2 2 
1
6) T    – период колебаний





7) Vx  x  20  2 cos 2  t    40 cos 2  t   – закон изменения скорости
3
3


8) V0  40 м/с – амплитуда скорости




9) a x  Vx  x  40  2 sin  2  t    80 sin  2  t   – закон изменения ускорения
3
3


10) a0  80 м – амплитуда ускорения
T 2 g 10 2

 2,4 м – длина маятника (если речь идет о колебаниях
11) l 
4 2
4 2
математического маятника)
Когда возможности учащихся исчерпываются, учитель дает им еще одну величину, массу
колеблющегося тела.
Игра возобновляется:
4 2 m 4 2 m
12) k 

 4m , коэффициент жесткости пружины (в случае пружинного
T2
2
маятника)
m  V02
13) Ek 
кинетическая энергия тела, когда оно проходит положение равновесия
2
2
k  x02 k  A

14) E p 
потенциальная энергия тела в момент максимального отклонения
2
2
от положения равновесия
15) E  Ek  E p полная энергия системы
Итак, удается установить 15 ФВ. Побеждает тот, кто назовет наибольшее их число.


Задание2. построить график x  20 sin  2  t   , или получить график в
3

компьютерной программе Project2.exe, выставляя соответствующие значения
физических величин.
Задание3. исследовать график в компьютерной программе: Project2.exe
(программа разработана в среде Borland Developer Studio)
1) Изменить параметры колебаний: амплитуду, период, циклическую частоту,
начальную фазу
2) Сравнить основные характеристики для двух графиков
3) Исследовать графики энергий
V. Задание IV (творческое экспериментальное задание, выполняется до урока группой
или индивидуально, на уроке заслушивается отчёт)
Рассчитайте период T малых колебаний груза на двух пружинах, соединённых: а) последовательно,
б) параллельно.
Решение
1. Определяем коэффициент жёсткости экспериментально:
а) Последовательное соединение пружин. Вывод формулы для коэффициента жёсткости системы
kпосл:
Tтеор.посл =
Tэксп =
б) Параллельное соединение пружин. Вывод формулы для коэффициента жёсткости системы kпарал:
Tтеор.парал =
Tэксп =
Внимание! В работе можно использовать пружины от динамометров и грузы из набора грузов по
динамике.
VII. Подведение итогов урока:
Подводятся итоги урока, комментируется работа класса.