Колебательное движение. Виды колебаний. Превращение энергии при колебательном движении

Цель урока:
познакомиться с новыми понятиями; механические колебания,
положения устойчивого равновесия, колебательная система
свободные колебания,
рассмотреть основные величины, характеризующие колебательное движение

Механические колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени

Виды колебательных движений

Виды колебаний
Свободные
Колебания под действием внутренних сил при выведении системы из равновесия.
Вынужденные
Колебания под действием внешней периодической силы.
Затухающие
Колебания системы под действием внутренних сил и сил сопротивления.

Виды колебаний

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

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).

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

Параметры колебательного движения
Смещение х –отклонение колеблющейся точки от положения равновесия в данный момент времени.

Амплитуда хmax или А – наибольшее смещение от положения равновесия.

Период Т – время одного полного колебания. Выражается в секундах.
Частота - число полных колебаний за единицу времени. Выражается в герцах(Гц).

Циклическая (круговая) частота колебаний – частота , равная числу колебаний , совершаемых материальной точкой за

Зависимость периода от массы тела
T = 2π

Математический маятник
T = 2π
х

График реальных (затухающих) колебаний

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

Грузик совершает колебания на нити. Как направлен вектор ускорения грузика в точке О?
1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
2. Закрепление материала
0
1
2
3
4

3. 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
4. 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
Закрепление материала

Закрепление материала
5. Найдите период , частоту и амплитуду колебаний.
Рис.1
Рис.2

Экспериментальное задание: Выяснить зависит ли от амплитуды период колебаний
1.Запустить маятник
2.Измерить амплитуду, время в двух положениях
3.Вычислить период и частоту
4.Заполнить таблицу

Домашнее задание
1. Шарик на нити совершил 60 колебаний за 2 мин. Определите период и частоту колебаний шарика.
2. Частота колебаний крыльев вороны в полете равна в среднем 3 Гц. Сколько взмахов крыльями сделает ворона, пролетев путь 650 м со скоростью 13 м/с?
3. Пользуясь графиком изменения координаты колеблющегося тела от времени, определить амплитуду, период и частоту колебаний. Записать уравнение зависимости x(t) и найти координату тела через 0,1 и 0,2 с после начала отсчета времени.