Презентация - Свободные и вынужденные колебания. Условие возникновение свободных колебаний. Математический маятник

На весь экран

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Тема урока. Свободные и вынужденные колебания. Условие возникновение свободных колебаний. Математический маятник

Слайд 2

Какое движение называют механическим?
Механические колебания — частный случай механического движения. Как получить такое движение? Как назовем такую систему?

Слайд 3


Каковы виды колебаний? Каковы характерные особенности колебательного движения? Где возможны колебания? Каковы основные кинематические характеристики механических колебаний? Как записать уравнение колебательного движения, чтобы решить ОЗК?

Слайд 4


Свойства колебаний.Характеристики колебаний
1. Ограничены в пространстве.А – амплитуда Х - координата
2. Повторяются во времени.Т- период, v- частота
3. Неограниченны во времени (Свободные колебания).t - время
4. Движение неравномерно.Изменения координаты, скорости, силы Ускорения периодичны во времени

Слайд 5

Физические характеристики колебательного движения
Физические величины.Обозна-чение.Характер изменения.формула.Связь с другими величинами
координата....
скорость....
сила....
ускорение....
период....
амплитуда....
частота....
Циклическая частота....

Слайд 6

Физические характеристики колебательного движения
Физические величины.Обозна-чение.Характер изменения.формула.Связь с другими величинами
координата.x...
скорость.v...
сила.F...
ускорение.a...
период.T...
частота.f...
Амплитуда.А...
Циклическая частота.ω...

Слайд 7

Экспериментальный график колебания
А, амплитуда – наибольшее отклонение от ПУР. Т, период – время, в течение которого тело совершает одно колебание, φ - начальная фаза колебаний

Слайд 8

Физические характеристики колебательного движения
Физические величины.Обозна-чение.Характер изменения.формула.Связь с другими величинами
координата.x.периодически..
скорость.v.периодически..
сила.F.периодически..
ускорение.a.периодически..
период.T.неизменен..
амплитуда.А.неизменна..
частота.f.неизменна..
Циклическая частота.ω.неизменна..

Слайд 9

Виды колебаний
Свободные
Затухающие
Колебания под действием внутренних сил после того как система выведена из положения равновесия и предоставлена сомой себе.
Колебания системы под действием внутренних сил и сил сопротивления.
Вынужденные
Колебания под действием внешней периодической силы.

Слайд 10

Виды колебаний

Слайд 11

Колебательные системы
Физические системы, в которых происходят колебания - МАЯТНИКИ. Укажите общие признаки систем.

Слайд 12

Общие признаки колебательных систем
1. Наличие положения устойчивого равновесия (ПУР) – возникает возвращающая сила. 2. Отсутствие сил сопротивления движению (или ими можно пренебречь в данных условиях).

Слайд 13

Модели колебательных систем
Математический маятник
Материальная точка, прикрепленная к невесомой упругой пружине
Материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити

Слайд 14

Уравнение колебательного движения
У
α
R
t
У =R*cos α
Где α = ω t

Слайд 15

Физические характеристики колебательного движения
Физические величины.Обозна-чение.Характер изменения.формула.Связь с другими величинами
координата.x.периодически.R*sin ωt.
скорость.v.периодически.V*cos ωt.
сила.F.периодически.-F*sin ωt.
ускорение.a.периодически.-(F/m)*sin ωt.
период.T.неизменен.t/N.
частота.f.неизменна.N/t.
Циклическая частота.ω.неизменна.2π/T.

Слайд 16

Зависимость периода от массы тела
T = 2π

Слайд 17

Математический маятник
х
T = 2π

Слайд 18

Слайд 19

Закрепление материала. Тест
1. График смещения точки представлен на рисунке. Закон движения тела имеет вид: х=0.2sin ωt x=20sin ωt x=0.2cos ωt X=20cos ωt

Слайд 20

2. Закрепление материала
Грузик совершает колебания на нити. Как направлен вектор ускорения грузика в точке О? 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4

Слайд 21

Закрепление материала
2. За какую часть периода Т шарик математического маятника проходит путь от левого крайнего положения до правого крайнего положения. Т Т/2 Т/4 Т/8
3. Если массу груза математического маятника увеличить в 4 раза, то период его малых колебаний: Увеличится в 4 раза Увеличится в 2 раза Уменьшится в 4 раза Не изменится

Слайд 22

Закрепление материала
4. Если длину математического маятника уменьшить в 4 раза, то период Т его свободных колебаний 1. увеличится в 2 раза 2. Увеличится в 4 раза 3. Уменьшится в 2 раза 4. Уменьшится в 4 раза
5. Верно утверждение: Свободным является колебание А. груза, подвешенного к пружине, после однократного его отклонения от ПУР. Б. мембраны громкоговорителя во время работы приемника. Только А Только Б А и Б Ни А, ни Б

Слайд 23

Экспериментальные задания
Пружинный маятник.Математический маятник
1 Запустить маятник. 2. Изобразить траекторию движения маятника, в 3-х точках указать направление скорости и силы. 4. Определить амплитуду колебаний. 5. Определить период колебаний. 6. Сделать вывод об изменении характеристик колебания и зависимости периода Т..1 Запустить маятник. 2. Изобразить траекторию движения маятника, в 3-х точках указать направление скорости и силы. 4. Определить амплитуду колебаний. 5. Определить период колебаний. 6. Сделать вывод об изменении характеристик колебания и зависимости периода Т.

Слайд 24

Чем отличаются колебания?

Слайд 25

Чем отличаются колебания?

Слайд 26

График реальных (затухающих) колебаний

Слайд 27

Чем отличаются колебания?

Слайд 28

Чем отличаются колебания?

Слайд 29

Виды колебаний

Слайд 30

Проверка усвоения
1. Чем отличаются эти колебания?
2. Найдите период , частоту и амплитуду колебаний.
Рис.1
Рис.2

Слайд 31

Решение задач. Упр. 3 (1, 2, 3)
Груз массой 100 г совершает колебания с частотой 2 Гц под действием пружины. Определите жесткость пружины. 2.В Санкт-Петербурге в Исаакиевском соборе висел маятник Фуко, длина которого была равна 98 м. Чему был равен период колебаний маятника?
Дано m = 100 г ν = 2 Гц.
k = ?
Дано l = 98 м.
Т = ?

Слайд 32

3. Шарик на пружине сместили на расстояние 1 см от положения равновесия и отпустили. Какой путь пройдет шарик за 2 с, если частота его колебаний n= 5 Гц? (Затуханием колебаний можно пренебречь.)
.
s = ?

Слайд 33

Решение задач. № 411, 413, 419, 421, 424, 425
№ 411. Грузик, колеблющийся на пружине, за 8 с совершил 32 колебания. Найти период и частоту колебаний.
Дано t = 8 c n = 32.
T = ? ν = ?
№ 413. Амплитуда колебаний точки струны 1 мм, частота 1 кГц. Какой путь пройдет точка за 0,2 с?
.СИ 0,001 м 1000 Гц.
s = ?

Слайд 34

№ 419. Определить по графику, амплитуду, период и частоту колебаний. Найти максимальную силу, действующую на тело массой 100 г.

Слайд 35

Подведем итоги
Колебания – это особый вид движения, описываемый уравнением с использованием функций sin или cos. Колебательные системы – особые системы взаимодействующих тел. Существует 3 вида колебаний. Период и частота колебаний зависят от параметров системы. Зная соотношение F/x и A всегда можно рассчитать характеристики колебаний. Характеристики колебаний всегда можно измерить или определить по графику.

Слайд 36

Домашнее задание
§18-21 проч., отв. на вопр. Решить: №412, 420, 422,