Т/у: Механические колебания и волны

Цель: повторить и обобщить знания по теме “ Механические колебания и волны”.

«Не будет преувеличением сказать,

что среди процессов,

как свободно

протекающих в природе, так и используемых в технике, колебания, понимаемые в

широком смысле этого слова, занимают во многих отношениях выдающееся и часто

первенствующее место»

Академик Н.Д. Папалекси

Каждый из вас 14, 16 лет назад при рождении, закричав, познакомился с

механическими волнами. Сколько лет прошло…

Повторение и обобщение темы будет проходить в несколько этапов. Каждый этап

будет оцениваться отдельно. В конце урока высчитаем среднее арифметическое. Это и

будет ваша оценка за урок.

1.

Блиц опрос.

–

Что

называется

колебательным

движением?

(Колебательным

движением

называется движение тела, при котором тело совершает движение около положения

равновесия.)

Приведите примеры колебательного движения.

– назовите основной признак колебательного движения (периодичность)

- Перечислить характеристики колебательного движения и дать определение каждой

величины.(амплитуда, частота, период)

- Амплитуда – наибольшее отклонение тела от положения равновесия Хm;

- Период – минимальный промежуток времени, через который движение повторяется;

-Частота – число колебаний в единицу времени v.

– Какие виды маятников вы знаете? (Нитяной – размеры которого много меньше длины

нити, а его масса много больше массы нити.)

Записать формулу для нитяного маятника (у доски) (T= 2π√I/ģ),

– Чем отличается пружинный маятник от нитяного? (Пружинный – это маятник,

который совершает движение за счет разности сил тяжести и упругости.)

Записать формулу для пружинного маятника (у доски) (T = 2π√m/ĸ)).

– Что такое гармонические колебания? (Гармонические колебания – это колебания,

которые изменяются по закону синуса или косинуса).

- Виды гармонических колебаний:

- Вынужденные – это колебания, которые происходят под действием внешней

периодически меняющейся силы. Привести пример из окружающего мира.

- Свободные – это колебания, которые происходят за счет однократного воздействия.

- Почему свободные колебания являются затухающими? т.к. полная механическая

энергия уменьшается за счет преодоления сил трения. Привести пример из окружающего

мира.

– В чем заключается явление резонанса? (Резонанс – это явление резкого возрастания

амплитуды вынужденных колебаний).

– Что такое волна? (Волна –возмущения, распространяющиеся в пространстве,

удаляясь от места их возникновения.)

- Какие волны называются упругими?

- Виды волн: поперечные волны – это волны, в которых частицы совершают колебания

в направлениях, перпендикулярных направлению перемещения волны.

– Где они распространяются? (Твердые среды. Волна от брошенного камня)

Продольная волна – это волна, в которой частицы совершают колебания в

направлениях, совпадающих с перемещением волны.

– Где они распространяются? (Твердые, жидкие, газообразные среды. Пример:

звуковые волны, цунами, ударная волна).

– Характеристики волнового движения:

Скорость (зависит от температуры и свойств среды), длина, амплитуда, период, частота

Скорость звука в воздухе: 330-340 м\с, в воде – 1400м\с, в стали – около 5000м\с;

- определение длины волны

- Механическая волна не переносит вещество, механическая волна переносит энергию

(перераспределяет);

длина

волны

–

расстояние

между

двумя

ближайшими,

колеблющимися в одинаковой фазе. Λ = vT)

–

Что

называется

звуковыми

волнами?

(Это

упругие

волны,

которые

воспринимаются человеческим ухом с частотой от 20 до 20000 Гц)

– В каком разделе изучают звуковые волны? (Акустика)

– Чем отличаются голоса? (высотой –от частоты, громкостью, тембром,)

2.

Я знаю формулы

Явления

Величины,

характеризующие

эти явления

Формулы

Единицы измерения

Колебательные

движения

Амплитуда

Период

Частота

Фаза

А, Хм,

Т=t/N ,

V=N/ t,

(м)

(с)

(Гц)

Волновые

движения

Длина волны

Скорость

λ=vT,

v= λ/T,

(м)

( м/с)

Звуковые

колебания

Громкость

Высота

Тембр

фон, бел

3.

Люблю задачи я

У физиков существует такое мнение: если умеешь решать задачи по физике,

значит, знаешь физику. Проверим это!

Задача 1: При полете большинство насекомых издают звук. Чем он вызывается? Кто в

полете быстрее машет крылышками: муха, шмель или комар? Как это можно определить?

(Быстрее машет крыльями комар, медленнее – шмель. Определить это можно по высоте

звука, который издают насекомые).

Задача 2. Объясни пословицу «Ударь обухом в дерево, дупло само скажется».

(При ударе по дереву древесина приходит в колебание, появляется звук. Здоровое дерево и

дерево с дуплом звучат по-разному. На этом свойстве основан также метод

выстукивания в медицине, а также при контроле качества вагонных колес и при проверке

целостности посуды.)

Задача 3. А теперь поговорим о приметах. Одна из них «Если в поле далеко раздается

голос, то будет дождь». Объясните данную примету.

(Влажность воздуха влияет на распространение звука. С повышением влажности

изменяется плотность воздуха и его способность проводить звук.)

Задача 4: Каким образом пасечник может на «слух» довольно точно судить об успехах

пчелы в сборе нектара и пыльцы? А почему полет бабочки бесшумен?

(Частота взмахов крылышек (и высота звука) пчелы возрастает с увеличением ее

«груза») Рабочая пчела, вылетевшая из улья за взятком, делает в среднем 180 взмахов в

секунду. Когда же она возвращается в улей, количество взмахов возрастает до 280. Как

это отражается на звуке, который мы слышим? (звук выше)

Задача 5: Почему телефонные столбы гудят при ветре?

Задача 6: Как изменилось бы звучание школьного звонка, если бы атмосферное давление

резко увеличилось? Уменьшилось?

(громкость увеличилась (уменьшилась))

Задача 7

На рисунке представлен профиль волны в определенный момент времени. Чему равна

длина волны? (4 м)

Задача 8. На рисунке представлен график колебания математического маятника.

Чему равны период и амплитуда колебаний? (4 с, 0,2 м)

Задача 9. В каких точках кинетическая энергия колеблющего шарика минимальна?

Задача 10. Димка заметил, что во время танца на дискотеке за 5 минут он подпрыгнул

120 раз. Каковы период и частота данных колебаний? (Т= t/n = 300с/120=2,5с.

v=n/t= 120/300с=0,4 Гц)

Задача 11. Во сколько раз изменилась длина волны при переходе звуковой волны из

воздуха в воду? (4,3)

3адача 12.

Шарик, подвешенный на длинной нити, отклонили от положения

равновесия так, что его высота над землей увеличилась на 5 см. С какой скоростью

пройдет этот шарик положение равновесия в процессе свободных колебаний? (1 м/с)

Задача 13. Диапазон частот звуковых волн, воспринимаемых человеческим ухом,

простирается от 20 Гц до 20 кГц. Найдите диапазон длин волн слышимых звуков, если

скорость звука в воздухе

составляет 330 м/с.

4.

Веришь, не веришь

1.На Луне произошел сильный взрыв. Мы услышим его на Земле?

2. Верите ли вы, что комар быстрее машет крыльями, чем муха?

3. Верите ли вы, что источником звука являются колебания?

4. Верите ли вы, что период колебания нитяного маятника зависит от амплитуды

колебания?

5. Верите ли вы, что от колебаний может разрушиться мост?

6. Верите ли вы, что астронавты на Луне пели песни, сняв скафандры?

7. Верите ли вы, что голосовые связки человека поющего басом, колеблются с меньшей

частотой, чем у человека поющего тенором?

8. Снаряд, выпущенный из орудия, опередил звук выстрела. Может ли такое быть?

9. Верите ли вы, что в зале заполненной публикой, музыка звучит лучше, чем в пустом?

5.

Д/З

Сообщения:

Звук в жизни человека

Акустический резонанс и его использование в музыкальных инструментах

Эхо

Курьезы слуха

Неслышимые звуки: инфразвук, ультразвук

Шум и охрана окружающей среды

Волны в земле

Длина

волны

Частота

20 кГц

20 Гц

? м

? м

Ультразвук

Звуковые колебания

Инфразвук

6.

Итог.