Урок № 9/9 Тема уроку. Механічні коливання. Математичний маятник. - Фізика 8 клас - Середня школа - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Середня школа » Фізика 8 клас

Урок № 9/9 Тема уроку. Механічні коливання. Математичний маятник.


Урок № 9/9
  Тема уроку.  Механічні коливання. Математичний маятник.
  Тип уроку:   засвоєння нових знань.
  Мета уроку:  ознайомити  учнів  із  коливальним  рухом;  формувати
вміння  спостерігати  та  аналізувати  фізичні  явища;
показати,  як  на  практиці  застосовуються  знання  про
коливальний  рух.
 Обладнання:  кулька на нитці; тягарець на пружині.
План уроку
Етапи Час Прийоми і  методи
I. Постановка на-вчальної проблеми
5 хв Бесіда; демонстрація
II. Вивчення нового
матеріалу
20—25
хв
Бесіда; демонстрація; записи
на дошці та в   зошитах
III. Закріплення ново -го матеріалу
10—15
хв
Розв’язування задач; записи
на дошці та в   зошитах
IV. Домашнє завдання 1 хв Коментар учителя; записи на
дошці та в  щоденниках
Хід уроку
I.  Постановка навчальної проблеми
Бесіда
Сьогодні  ми  познайомимося  ще  з  одним  видом  механічного
руху — механічними коливаннями.
Демонстрація.   Коливання кульки на нитці.
Питання класу: Яка особливість цього виду руху? (Цей рух пері -одично повторюється.)
Запис у   зошит: Коливання — періодично повторювані рухи.
II.  Вивчення нового матеріалу
Бесіда
Коливаються дерева під дією вітру,  б’ється наше серце, коли-вається поплавець на поверхні води.
Завдання класу: Наведіть свої приклади коливального руху.
Під час коливання тіло періодично відхиляється від свого по-ложення рівноваги.
Запис у   зошит: Максимальне відхилення від положення рівноваги
називають амплітудою коливань ( A ).
Питання класу:   У   яких  одиницях  СІ  має  вимірюватися  амплі-туда?
Всі  коливання  можна  поділити  на  вільні  та  вимушені.  У   зо -шитах  записуються  означення  вільних  і  вимушених  коливань.
Завдання класу: Із наведених прикладів виберіть приклади віль-них  і   вимушених  коливань:  рух  пилки  при  розпилюванні  дров;
коливання  іграшки  неваляшки,  рух  гітарної  струни;  рух  гілки
під дією вітра, рух гойдалки на дитячому майданчику, рух голки
у   швейній машинці.
Коливання ще поділяються на затухаючі й  незатухаючі. У  зо -шитах  записуються  означення  затухаючих  і  незатухаючих  коли -вань.
Питання класу
Чи можуть вільні коливання бути незатухаючими? •  
Чи можуть вимушені коливання бути затухаючими? •  
Коливання, як уже було сказано,— це періодично повторюва-ний  процес,  отже,  може  характеризуватися  періодом  і   частотою
коливань.
Період (T ) — час одного повного коливання:
T[]= с .
Частота  ν() — кількість коливань за одиницю часу:
ν[]= =
1
1
c
 Гц.
Зручніше за все вивчати коливальні рухи на прикладі маятни-ків. Розрізняють пружинний і  математичний маятники.
Демонстрація.   Учитель демонструє зазначені вище маятники.
Більш докладно ми познайомимося з математичним маятником.
Учні  записують  у   зошитах  означення  математичного   маятника.
Питання класу:   Кульку  на  нитці  можна  вважати  математичним
маятником  з  певною  натяжкою.  Які  характеристики  математич-ного  маятника  (за  означенням)  не  задовольняє  кулька  на  нитці?
(Кулька — не точкове тіло, а   будь-яка реальна нитка — розтягу-ється і  має певну вагу.)
Голландський  фізик  і  астроном  Християн  Гюйгенс  (1629—
1695) у  1657 році винайшов маятниковий годинник. При цьому він
детально вивчив коливальні рухи математичного маятника і   вста-новив,  що  при  малих  амплітудах  період  коливань  не  залежить
від амплітуди коливань, від маси маятника і  цілком визначається
довжиною нитки, на якій підвішено маятник.
T
l
g
= 2π
Як видно з  формули, на період коливання математичного ма-ятника впливає значення  g  — прискорення вільного падіння.
Значення  g  визначається не тільки формою і   масою Землі, але
й   залежить  від  наявності  у   надрах  планети  важких  (метали)  або
легких (газ, нафта) речовин. Таким чином, маятник може полег-шувати  роботу  геологів  при  дослідженні  покладів  корисних  ко-палин.
III. Закріплення нового матеріалу
Питання класу
Що  таке  період  і  частота  коливань?  Як  вони  пов’язані  між  •  
собою?
Назвіть  основну  одиницю  частоти.  Що  означає  твердження:  •  
«Тіло коливається із частотою 3 Гц»?
Чим вільні коливання відрізняються від вимушених? затуха- •  
ючі від незатухаючих?
Якими мають бути кулька і  нитка, щоб маятник вважався ма- •  
тематичним?
Як зміниться період коливання маятника, якщо масу кульки  •  
зменшити у   2 рази? збільшити у  2 рази?
Де на практиці використовують математичний маятник? •  
Як  зміниться  період  коливання  математичного  маятника,  •  
якщо його довжину збільшити у  4 рази?
Що  відбудеться,  якщо  нитку,  на  якій  коливається  маятник,  •  
скласти вдвічі?
Розв’язування задач
Задача 1.   Визначте  період  і   частоту  коливань  маятника,  до -вжина якого 1  м.
Дано:
l = 1   м
Розв’язання
T
l
g
= 2π ;
T  — ?
ν  — ?
34
T =⋅2314
1
,
м
Н
кг
9, 8
≈ 199 ,  с.
ν=
1
T
;   ν= =
1
199
05
,
,  Гц.
Відповідь:   T ≈ 199 ,  с;  ν=05,  Гц.
Задача 2.  Період коливань математичного маятника дорівнює
1 с. Визначте довжину маятника.
Дано:
T = 1  с
Розв’язання
T
l
g
= 2π ;   T
l
g
224 =π ;
l
Tg
=
4
2
π
;  
l ==⋅

198
025
c
43,14
2
,
,
Н
кг
  м.
l  — ?
Відповідь:   l = 025 ,   м.
Задача  3.  Порівняйте  періоди  коливань  математичного
маятника довжиною 1 м на Землі і на Місяці. Прискорення вільного
падіння на Місяці вважати таким, що дорівнює 1,62  Н/кг.
Дано:
l = 1   м
g
1
98 ≈ ,
Н
кг
g
2
162 ≈ ,
Н
кг
Розв’язання
T
l
g
1
1
2 =π ;   T
1
2314
1
=⋅,
м
Н
кг
9, 8
≈ 199 ,  с.
T
l
g
2
2
2 =π ;   T
2
2314
1
=⋅,
1,62
Н
кг
≈ 493 ,  с.
∆=T 294 , с (!).
T
1
 — ?
T
2
 — ?
Відповідь:  різниця у  періодах коливань становить 2,94 с.
IV.  Домашнє завдання
[1]: § 6; впр. № 6 (задачi 3, 5, 6).
[2]: § 5.
[3]:   СР — задачi 6.1—6.5;  
ДР — задачi 6.11—6.13; 6.15;
ВР — задачi 6.17; 6.19; 6.20.
Творче завдання. Підготувати коротке повідомлення за однією
із запропонованих тем: «Маятник — не тільки в   годиннику!», «Ко -ливання  у  природі  й   техніці»,  «Як  використовують  коливання».
35
Підготуватися до лабораторної роботи № 3 за посібником [4]:
домашняя работа № 3.
Скарбничка цікавих фактів
А все-таки вона крутиться!
За одну секунду наша Земля повертається на
1
240
 частку гра -дуса. Щоб переконатися в цьому, французький учений Фуко провів
дослід  з   величезним  маятником  (такий  маятник  був  підвішений
під куполом Ісаакієвського собору в   Санкт-Петербурзі). Маятнику
надають коливального руху і  через якийсь час помічають, що пло -щина його коливань повільно повертається. Земля, обертаючись,
йде з-під маятника. Якби кінець маятника викреслював траєкто-рію свого руху, то ми побачили  б картину, зображену на рисунку.

Категорія: Фізика 8 клас | Додав: uthitel (03.10.2014)
Переглядів: 3150 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: