20.02.2009

Тема урока: Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.
Цель и задачи урока:

образовательная: формирование у учащихся знаний о колебательном движении, гармоническом колебании, уравнении гармонических колебаний; понятиях: амплитуда, период, частота, фаза колебаний;

воспитательная: содействовать формированию познавательного интереса, научного мировоззрения учащихся с помощью изучения понятий колебательное движение, гармоническое колебание, амплитуда, период, частота, фаза колебаний;

развивающая: развитие логического мышления учащихся оперировать понятиями колебательное движение, гармоническое колебание, амплитуда, период, частота, фаза колебаний.

Ведущая идея урока: Колебательным движением (колебаниями) называют всякий процесс, который обладает свойством повторяемости во времени.

Периодическим движением называется такое движение, при котором физические величины, описывающие это движение, принимают одни и те же значения через равные промежутки времени. Колебания — это особая форма движения, при котором разнородные по своей природе физические процессы, описываются одинаковыми зависимостями физических величин от времени.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Форма проведения урока: урок-лекция.

Методы обучения: словесные.

Использованная литература, электронные источники:

1)  . Сборник задач по физике. М. «Просвещение», 1994

2)  . Физика в средней школе. Мн. «Адукацыя i выхаванне», 2004

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

3)  www. pedagog.

Структура урока:

1.  Организационный момент 2 мин.

2.  Анализ контрольной работы 20 мин.

3.  Объяснение нового материала 20 мин.

4.  Домашнее задание 1 мин.

5.  Итоги урока 2 мин.

Содержание урока.

Объяснение нового материала 20 мин.

Колебательным движением (колебаниями) называют всякий процесс, который обладает свойством повторяемости во времени.

Периодическим движением называется такое движение, при котором физические величины, описывающие это движение, принимают одни и те же значения через равные промежутки времени.

Периодическое движение называется колебательным, если тело (МТ) перемещается вблизи устойчивого положения равновесия, отклоняясь то в одну, то в другую сторону. При этом через любую точку траектории, за исключением крайних, тело проходит как в прямом, так и в обратном направлении. Следовательно, отличительным признаком колебательного движения является его возвратность.

Например, механическим колебательным движением является движение не­большого тела, подвешенного на нити, груза на пружине, поршня в цилиндре двигателя автомобиля. Колебания могут быть не только механическими, но и электромагнитными (периодические изменения напряжения и силы тока в цепи), термодинамическими (колебания температуры днем и ночью).

Таким образом, колебания — это особая форма движения, при котором разнородные по своей природе физические процессы, описываются одинаковыми зависимостями физических величин от времени.

Необходимые условия существования колебаний в системе:

1) наличие силы, стремящейся возвратить тело в положение равновесия при малом смещении из этого положения;

2) малость трения, препятствующего колебаниям.

Величины, характеризующие механические колебания:

1) x(t) — координата тела (смещение тела из положения равновесия) в момент времени t:

x=f(t), f(t)=f(t + T),

где f(t) — заданная периодическая функция времени t,

Т — период этой функции.

2) А (А > 0) — амплитуда — максимальное смещение тела xmax или системы тел от положения равновесия.

3) Т — период — длительность одного полного колебания, т. е. наименьший промежуток времени, по истечении которого повторяются значения всех физических величин, характеризующих колебание.

[T] = 1c.

4) ν — частота — число полных колебаний в единицу времени.

[ν] = 1 c-1 = 1 Гц.

5) ω — циклическая частота — число полных колебаний за промежуток времени Δt, равный 2π секунд:

ω= 2πν= 2π/T,

[ω] = 1 рад/с.

6) φ= ωt+ φ0 — фаза — аргумент периодической функции, определяющий значение изменяющейся физической величины в данный момент времени t.

[φ] = 1 рад (радиан)

7) φ0 — начальная фаза, определяющая положение тела в начальный момент времени (t0 = 0).

Гармоническими называются колебания, при которых зависимость координаты (смещения) тела от времени описывается формулами:

x(t) = xmaxcos(ωt + φ0) или x(t) = xmaxsin(ωt + φ0).

Кинематическим законом гармонических колебаний (законом движения) называется зависимость координаты от времени x(t), позволяет определить положение тела, его скорость, ускорение в произвольный момент времени.

Гармонической колебательной системой или одномерным гармоническим осциллятором называют систему (тело), которая совершает гармонические колебания, описываемые уравнением:

ax(t) + ω2х(t) = 0.

При гармонических колебаниях проекция ускорения точки прямо пропорциональна ее смещению из положения равновесия и противоположна ему по знаку.

Колебания материальной точки являются гармоническими, если они происходят под действием возвращающей силы, модуль которой прямо пропорционален смещению точки из положения равновесия:

Fx= - kx,

где к- постоянный коэффициент.

Знак «-» в формуле отражает возвратный характер силы.

Положению равновесия соответствует точка x=0, при этом возвращающая сила равна нулю ().

Домашнее задание 1 мин.

§§ 48

Итоги урока 2 мин.

Следует отметить хорошую работу отдельных учащихся, указать на сложные моменты, которые возникли в ходе объяснения новой темы. По результатам работы сделать вывод о сформированных знаниях, выставить отметки.

Конспект учащегося.

20.02.2009

Тема урока: Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.


Колебательным движением (колебаниями) называют всякий процесс, который обладает свойством повторяемости во времени.

Периодическим движением – это движение, при котором физические величины, описывающие это движение, принимают одни и те же значения через равные промежутки времени.

Колебания — это особая форма движения, при котором разнородные по своей природе физические процессы, описываются одинаковыми зависимостями физических величин от времени.

Необходимые условия существования колебаний в системе:

1) наличие силы, стремящейся возвратить тело в положение равновесия при малом смещении из этого положения;

2) малость трения, препятствующего колебаниям.

Величины, характеризующие механические колебания:

1) x(t) — координата тела (смещение тела из положения равновесия) в момент времени t. x=f(t), f(t)=f(t + T).

2) А (А > 0) — амплитуда — максимальное смещение тела xmax или системы тел от положения равновесия.

3) Т — период — длительность одного полного колебания. [T] = 1c.

4) ν — частота — число полных колебаний в единицу времени. [ν] = 1 c-1 = 1 Гц.

5) ω — циклическая частота — число полных колебаний за промежуток времени Δt, равный 2π секунд: ω= 2πν= 2π/T,

[ω] = 1 рад/с.

6) φ= ωt+ φ0 — фаза — аргумент периодической функции, определяющий значение изменяющейся физической величины в момент времени t. [φ] = 1 рад.

7) φ0 — начальная фаза, определяющая положение тела в начальный момент времени (t0 = 0).

Гармоническими называются колебания, при которых зависимость координаты (смещения) тела от времени описывается формулами:

x(t) = xmaxcos(ωt + φ0) или x(t) = xmaxsin(ωt + φ0).

Гармонической колебательной системой или одномерным гармоническим осциллятором называют систему (тело), которая совершает гармонические колебания, описываемые уравнением:

ax(t) + ω2х(t) = 0.

Доска.

20.02.2009

Тема урока: Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.


Колебательным движением (колебаниями)

Периодическим движением – это

Колебания — это

Необходимые условия существования колебаний в системе:

1)

2)

Величины, характеризующие механические колебания:

1) x(t) — x=f(t), f(t)=f(t + T).

2) А (А > 0) — амплитуда —

3) Т — период —

[T] = 1c.

4) ν — частота —

[ν] = 1 c-1 = 1 Гц.

5) ω — циклическая частота —

ω= 2πν= 2π/T,

[ω] = 1 рад/с.

6) φ= ωt+ φ0 — фаза —

[φ] = 1 рад.

7) φ0 — начальная фаза –

Гармоническими называются колебания

x(t) = xmaxcos(ωt + φ0) или x(t) = xmaxsin(ωt + φ0).

Гармонической колебательной системой или одномерным гармоническим осциллятором

ax(t) + ω2х(t) = 0.