Различные подходы к решению задач о механических

Различные подходы к решению
задач о механических колебаниях
Вебинар проводят:
30.10.2013 г.
Кандидат физико-математических наук, преподаватель кафедры общей физики
физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова,
Грачев Александр Васильевич;
31.10.2013 г.
Кандидат физико-математических наук, Боков Павел Юрьевич
Физика-7: по новому стандарту
4
Физика-7: Что нового?
• Новые структура и содержание
(Импульс – целиком в учебник 9 класса,
дополнительные материалы отмечены в оглавлении)
• В базе 44 параграфа
• +10 параграфов для дополнительного изучения
9
Физика-7: Что нового?
• Доступный разговор про погрешности измерений
• Новые лабораторные работы: 10 (было 6)
• Готовится к изданию
• Тетрадь для лабораторных работ (10 фронтальных,
10 домашних)
Доступно про погрешности измерений
Новые описания лабораторных работ
12
Тетрадь для лабораторных работ
• Фронтальные
1. Измерение длины отрезка и площади
плоской фигуры.
2. Изучение погрешностей измерения на
примере измерения объёма твёрдого
тела.
3. Измерение размеров малых тел
методом рядов.
4. Изучение равномерного
прямолинейного движения.
5. Измерение массы тела на рычажных
весах.
6. Измерение плотности твёрдого тела.
7. Градуировка пружины и измерение с её
помощью веса тела неизвестной массы.
8. Измерение силы трения с помощью
динамометра.
9. Выяснение условия равновесия рычага.
10.Измерение выталкивающей силы,
действующей на погружаемое в
жидкость тело.
• Домашние
1. Определение цены деления и диапазона
измерения приборов с цифровой шкалой.
2. Изучение равномерного движения
3. Определение пути, перемещения, средней
путевой скорости, модуля и направления
средней скорости.
4. Изучение степени влияния воздуха на
падающие тела от их размеров, формы,
массы и скорости движения.
5. Определение плотности вещества
6. Исследование влияния характера движения
лифта на вес находящегося в нём тела
7. Качественное изучение зависимости
максимального модуля силы сухого трения
покоя от веса тела
8. Определение работы и мощности ученика
при подъёме по лестнице.
9. Определение давления твёрдого тела на
опору
10.Изучение условия плавания тела в
зависимости от плотности жидкости
13
Лабораторная работа № 2. Изучение равномерного
движения
Цели работы: Научиться 1) измерять пройденное расстояние
(путь); 2) измерять время, затраченное на преодоление этого
расстояния; 3) вычислять среднюю путевую скорость
движения.
Дополнительные сведения
Если вы идёте в постоянном темпе (не ускоряясь и не
замедляясь) по горизонтальной дороге, то ваше движение
приблизительно можно считать равномерным. При этом
длину l каждого вашего шага можно считать практически
постоянной. Поэтому, если вы знаете эту длину, то подсчитав
число шагов N, для вас не составит труда определить
пройденное расстояние s (путь) по формуле: . Измерив
промежуток времени от t1 (момента начала пути) до t2
(момента окончания пути), вы можете вычислить среднюю
путевую скорость своего движения по формуле: v. = s  t2  t1   N  l  t2  t1 
14
Физика-7: Что нового?
• Новая система заданий (согласно
требованиям ФГОС ООО) после параграфов:
на работу с компьютером, работу в сети
интернет, домашние эксперименты, задания
для работы в группе
• Компьютер на уроке физики
Новые задания:
Физика-10: по новому стандарту
17
Физика-10: что нового?
•
•
•
•
Структура и содержание
58 параграфов для базового уровня
+18 параграфов для профильного уровня
Новые темы: «Момент импульса», «Свойства
жидкости»
• Готовится к изданию
• Рабочие тетради (в том числе с заданиями в
форме ЕГЭ)
24
Физика-10: что нового?
• Задания по проектной и исследовательской
деятельности: на работу с компьютером,
работу в сети интернет, домашние
эксперименты, задания для работы в группе
26
Физика-10: что нового?
• Детальный разговор про погрешности
измерений
Серьезно о погрешностях измерений
Рабочие тетради для старшей
школы: готовимся к ЕГЭ
Различные подходы к решению задач
о механических колебаниях
(тема изучается в 11 классе)
Итоги главы
Итоги главы
Грузик на пружинке:
Динамический подход
В положении равновесия:
Не очень удачный выбор
начала отсчета: 0 – положение
конца недеформированной
пружины
Динамический подход
Замена:
Поскольку:
Проблема
37
Динамический подход
Динамический подход
Можно поступить проще:
удачный выбор начала отсчета
ИСО: 0 – положение
равновесия, x – смещение из
положения равновесия
39
Динамический подход
Что такое –kx?
Это сумма силы упругости
и силы тяжести, т.е.
возвращающая сила –
сумма сил, стремящаяся
вернуть тело в положение
равновесия.
40
Динамический подход
Признак гармоничности колебаний:
1. Сила пропорциональна смещению
2. Сила противонаправлена смещению
При решении задач о механических
колебаниях главная цель – найти k
41
Динамический подход: пример 1
M, S, r – даны
0 – положение равновесия
42
Динамический подход: пример 2
В равновесии
При смещении грузика на х
пружина растягивается на 2х
43
Энергетический подход
0- положение равновесия
Возьмем производную по времени:
Какой физический смысл
?
44
Энергетический подход
- это работа возвращающей силы
(равной -kx), т.е. суммы двух
потенциальных сил тяжести и упругости
по возвращению системы в положение
равновесия. Иными словами, это
потенциальная энергия ВСЕЙ системы,
при условии, что 0 потенциальной
энергии соответствует положению
равновесия.
Итоги главы
46
Энергетический подход: пример
Поскольку
то
47
Благодарим за вниманиe!
e-mail:
Pavel_Bokov@rambler.ru
http://www.vgf.ru