Коливальний рух. Амплітуда коливань. Маятники.

ТЕМА: Коливальний рух. Амплітуда коливань. Період коливань. Маятники 

Мета уроку: Ознайомити учнів з особливостями коливального руху, ввести поняття амплітуди, періоду та частоти коливань; ознайомити учнів з видами маятників; показати практичне застосування маятників у техніці, в побуті. Розвивати логічне мислення учнів, розширювати їх кругозір .Виховувати інтерес до предмета.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, нитяний та пружинний маятники, фізичний маятник.

 

План уроку:

1.     Актуалізація опорних знань.

2.     Перевірка знань.

3.     Вивчення нового матеріалу.

4.     Розв`язування задач.

5.     Підсумок уроку.

6.     Домашнє завдання.

Хід уроку

1.     Актуалізація опорних знань.

2.     Перевірка знань: (за допомогою презентації проводимо фізичний диктант, по завершенню діти обмінюються листками і звіряють відповіді )

ІІІ. МОТИВАЦІЯ:

 Чи знаєте ви про те, що 100 років тому в Америці в  Оклахомі зруйнувався міст? Давайте подивимось відео. (Відео «Руйнування моста»). Чому це сталося? Тому що міст коливався! Отже тема нашого уроку «Коливальний рух. Амплітуда коливань. Період коливань. Маятники              »

       IV. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Сьогодні ми познайомимося ще з одним видом механічного руху — а саме, з коливальним рухом, бо цей рух  є одним з найпоширеніших у природі видів руху, і всі ми його неодноразово спостерігали.    

       Знання про коливальні процеси потрібні судно- і літакобудівельникам, фахівцям промисловості , й транспорту, конструкторам радіотехнічної і звукової апаратури

 

 

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розглянемо коливання тіла. Відхилимо тіло від положення рівноваги і відпустимо. Тіло почне коливатися, тобто рухатися від одного крайнього положення до іншого, повторюючи свій рух через певний інтервал часу.

 Яка особливість цього виду руху? (Цей рух повторюється через певний інтервал часу)

Коливальний рух — це рух, який повторюється через рівні інтервали часу.

Наведіть приклади коливального руху?

 А ось ще деякі приклади коливального руху:

-         гойдалка;

-         гілки й листя дерев під дією вітру;

-         під дією вітру коливаються висотні будинки;

-         автомобіль на ресорах під час руху;

-         струни музичних інструментів;

-         маятник заведеного годинника;

-         голосові зв’язки людини, коли видають звуки;

 - землетруси- це коливання земної кори,

- припливи і відливи- коливання рівня води морів та океанів;

биття пульсу.

 

      Найпростіше досліджувати коливальні рухи за допомогою маятників.

Маятник — це тверде тіло, яке здійснює коливання під впливом притягання до Землі або під впливом дії пружини.

Фізичні маятники – це маятники, які коливаються під виливом притягання до Землі.

Пружинні маятники – це маятники, в яких тіло коливається завдяки дії пружини.

 

Для дослідження коливального руху створили фізичну модель – математичний маятник.

Математичний маятник — це фізична модель, яка являє собою матеріальну точку, підвішену на тонкій, невагомій і нерозтяжній нитці.

Наприклад математичним маятником можна вважати  металеву кульку діаметром 1-2 см підвішену на  нитці довжиною 1-2 м.

 

 

Характеристики коливального руху:

1. Максимальна відстань , на яку тіло відхилилося від положення рівноваги називається аплітудою коливань

Амплітуду коливань позначають символом А.

Одиниця амплітуди коливань в СІ — метр:

[A] = м.

Яку відстань тіло проходить за одне коливання, якщо амплітуда 5см?

( 20см)

  Шлях l₀ – який тіло проходить за одне повне коливання  приблизно дорівнює чотирьом амплітудам:

l₀ =4A

 

2.Період коливань — це фізична величина, яка дорівнює часу, за який відбувається одне повне коливання.

Період коливань позначають символом Т (те). Одиниця періоду коливань в СІ — секунда:

[T] = с

Якщо тіло  за 10с здійснило 5 коливань . Який буде період коливань ? (10:5=2с)

 

3.Частота коливань — це фізична величина, яка чисельно дорівнює кількості повних коливань, які здійснює тіло за одиницю часу.

Позначають частоту коливань символом ν («ню») і обчислюють за формулою:

Як знайти частоту у нашій задачі ? (5:10=0,5 1/с)

Одиниця частоти коливань в СІ — герц (Гц):

Повідомлення учениці про німецького фізика Генріха Герца

 

Як між собою пов’язані період  коливань та  частота коливань?

 

 

Які бувають коливання?

Виведемо маятник зі стану рівноваги та відпустимо. Маятник почне коливатися. Такі коливання називають вільними.

Якщо маятника не торкатися, то через певний час амплітуда його коливань помітно зменшиться, а ще через якийсь час коливання припиняться зовсім.

Затухаючі коливання – це коливання, амплітуда яких із часом зменшується.

Затухають із плином часу вільні коливання гойдалки і била дзвоника, коливання струни гітари і гілки дерева тощо.

 

Коли ви зафарбовуєте щось олівцем, то олівець під дією вашої руки здійснює вимушені коливання. Ці коливання триватимуть увесь час, поки ви дієте на олівець, і не затухатимуть.

Незатухаючі коливання — це коливання, амплітуда яких не змінюється з часом.

Наприклад, доки працює механізм швацької машинки, голка здійснює вимушені незатухаючі коливання.

Застовування     Маятник Фуко, що знаходиться в паризькому Пантеоні доводить те, що Земля  обертається навколо своєї осі. Переглянимо відео

 

4. Розв’язування задач

1.Тіло за 2 хвилини здійснило 20 повних коливань. Знайдіть період та частоту коливань тіла.

2 хв = 120с  Т= 120/20= 6 с      =1/6 Гц

2. Частота коливань математичного маятника дорівнює 10 Гц. Знайдіть період коливань маятника. Скільки коливань здійснить маятник за 1,5 хвилини?

Т= 1/10 с  Т=t/N         N= t/N=90/0,1=900

 

3. За 6 хвилини тіло здійснило 800 коливань. Який шлях пройшло тіло за цей час, якщо амплітуда коливань дорівнює 5 см?

l=5 4 800=16000 cм =160м

 

5. Підсумок уроку.

1. Дайте визначення коливального руху.

2. Наведіть приклади коливань.

3. Наведіть приклади маятників.

4. Що таке математичний маятник?

5. Дайте визначення амплітуди, періоду, частоти коливань. Як визначити ці фізичні величини? У яких одиницях їх вимірюють?

6. Яка існує залежність між частотою і періодом коливань?

7. Чим відрізняються вільні і вимушені коливання?

8. Які коливання називають затухаючими? незатухаючими?

 

6. Домашнє завдання.  Опрацювати  ƺ 21 №73,74 с.75

        (, 8клас) параграф 5 , № 3,7* с.40