Урок__________ Превращение энергии при колебательном движении. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Цель урока: конкретизировать процесс преобразования энергии в колебательном движении, познакомить учащихся с затухающими и вынужденными колебаниями, ввести понятие «Резонанс» и условия его возникновения. Ход урока: I. Актуализация знаний (Фронтальный опрос): · Что называют маятником? · Амплитуда колебаний (определение, обозначение, единицы измерения) · Период колебаний (определение, обозначение, формула, единицы измерения) · Частота колебаний (определение, обозначение, формула, единицы измерения) · Связь между периодом и частотой колебаний · Формула периода математического маятника (физ. смысл величин) · Формула периода пружинного маятника (физ. смысл величин) II. Повторение и обобщение материала, необходимого для дальнейшего изучения темы. Вспомним ,что такое энергия, какие виды механической энергии вы знаете и систематизируем эти знания в таблицу 1. 1) Табл. 1 ХарактеристикиВиды механической энергии Кинетическая энергияПотенциальная энергия Определение- энергия движения- энергия взаимодействия Обладают…все движущиеся тела1.тела, поднятые над «0» уровнем 2. деформированные тела ФормулыEk = mv2/21. Ep= mgh 2. Ep= kΔl2/2 Связь с работойА = ΔЕкА = -ΔЕр 2) Задачи – слайды: · Исхудавший мальчик выбросил с 8 этажа сначала гарнир, а потом и саму котлету. Массы котлеты и гарнира равны. Котлета еще летит мимо 4 этажа, а гарнир уже подлетает ко 2. Кто обладает большей потенциальной энергией относительно земли – котлета или гарнир? · Какой потенциальной энергией относительно родной планеты обладает 9-тилетний землянин, который, имея массу 25 кг, зацепился штанами за сук березы на высоте 5 метров и орет дурным голосом? · Вовочка деформировал пружину, обеими руками прижал к столу и крепко держит. А его такса Дуська не верит, что деформированная пружина обладает потенциальной энергией, отталкивает Вовочку, рычит и требует, чтобы пружину дали ей понюхать. Как доказать Дуське, что она не права? · Близнецы братья Митя и Витя, обладающие одинаковыми массами, вбежали в родную школу и сбили с ног разное количество соучеников. Известно, что скорость вбегающего брата Мити была значительно выше скорости брата Вити. Кто из двух братьев, вбежавших в школу, обладал большей кинетической энергией? 3) Тест: Каким видом энергии обладают: 1. Пружина только что заведенных и сильно промокших дяди Петиных часов? В. Потенциальной У. кинетической Д. и потенциальной и кинетической 2. Развесистая люстра, поднятая печальным дядей Борей к потолку? В. Кинетической У. потенциальной Д. и потенциальной и кинетической 3. Эта же люстра в момент удара о паркет? В. И кинетической и потенциальной У. потенциальной Д. кинетической Ответ: ВУД III. Занимательная минутка 1) Роберт Вуд – известный американский физик , решил проверить действие наркотиков на умственную деятельность человека. Он принял наркотик и попробовал работать в состоянии наркотического опьянения. В процессе работы Вуда осенила гениальная идея, однако он не успел её записать, потому что закончилось действие наркотика. Тогда Вуд приготовил блокнот и ручку и принял наркотическое средство еще раз. Долго он не мог вспомнить потерянную гениальную мысль, и в конце концов, на исходе наркотического сеанса, гениальная идея вернулась, и Вуд слабеющей рукой записал её в блокнот. Очнувшись, он с нетерпением схватил блокнот и прочитал: «Банан большой и круглый, с толстой кожурой». Вот такие «Гениальные идеи» рождаются под влиянием наркотика. Но мы с вами за здоровый образ жизни и поэтому сейчас проведем физкультминутку, правда, не совсем обычную… 2) «Конкурс пародистов» · Изобразите (головой) маятник с низкой частотой колебаний и маленькой амплитудой · Увеличьте частоту колебаний, не меняя амплитуду · Увеличьте амплитуду колебаний, не меняя частоты · Изобразите (руками) пружинный маятник с периодом колебаний порядка 5с · А теперь изобразите затухающие колебания этого маятника · Представьте себе огромный маятник прямо перед вами (допустим невидимый шарик, прикрепленный к потолку на нити- невидимке). Допустим, что с помощью специальных очков, я могу его видеть, и буду вам подсказывать с какой стороны надо попытаться его найти. Успевайте следить только глазами, не поворачивая головы… IV. Объяснение новой темы 1) Демонстрация колебаний шарика на длинной нити. Заполните цепочку превращений энергии при данном колебательном процессе. В крайнем левом В положении В крайнем правом положении равновесия положении Выполните схематический рисунок колебаний математического маятника с указанием видов энергии в различных точках его траектории. Аналогия с водой 2) Демонстрация колебаний горизонтального пружинного маятника. Заполните цепочку превращений энергии при данном колебательном процессе. В крайнем левом В положении В крайнем правом положении равновесия положении Выполните схематический рисунок колебаний горизонтального пружинного маятника с указанием видов энергии в различных точках его траектории. 3)Демонстрация колебаний вертикального пружинного маятника. Заполните цепочку превращений энергии при данном колебательном процессе. В крайнем нижнем В положении В крайнем верхнем положении равновесия положении Выполните схематический рисунок колебаний вертикального пружинного маятника с указанием видов энергии в различных точках его траектории. Вопрос учащимся: Как менялась со временем амплитуда колебаний продемонстрированных маятников и почему? На основе ответов учащихся ввести понятие «Затухающие колебания», «Вынужденные колебания». Ввести понятие «резонанс». Рассказать о примерах полезного и вредного проявления резонанса в жизни и его применении. V. Закрепление. Выслушай рассказ, ответь на вопросы. М. Пессель. 3аскар Путешественникам в Гималаях пришлось переходить по висячему мосту длиной 70 м. «Человек, переходящий по одной из этих примитивных переправ, должен обладать определенными навыками. Дело в том, что мост совершает два вида колебаний - справа налево и снизу вверх. Последний вид колебаний вызывается перемещением массы идущего человека и может закончиться резким рывком вверх, который перебрасывает человека через перила. Маятниковое движение еще опаснее, поскольку все усилия уменьшить его приводят к увеличению размаха колебаний... Но я, увы, не подозревал, что колебания резко уменьшаются, когда мост переходит одновременно несколько человек. Действительно, дополнительная масса, различный темп ходьбы и то, что все тянут поручни на себя, во многом снижает опасность перехода. Я же наивно полагал, что, переходя мост в гордом одиночестве, мне удастся избежать неожиданных рывков. А потому храбро двинулся вперед. То, что я остался в живых, следует отнести к чуду. Я шел, переставляя ноги, как танцор на проволоке, переваливаясь уткой и цеnляясь за шершавые и острые боковые тросы. Первые двадцать шагов сделать было просто. Но меня охватило волнение, быстро перешедшее в панику, когда я увидел несушийся под ногами поток. Мне казалось, что он увлекает мост за собой. Чтобы справиться со зрительной иллюзией, я невольно отшатнулся в другую сторону. Веревка потянулась за мной. Вцепившись в оба поручня, резко дернул их к себе. По мосту пробежала дрожь. Я ощутил слабость в коленях... Почти обезумев от ужаса, я, как автомат, полз вперед и, спустя вечность, ступил на твердь. Остальные с завидной скоростью перешли по мосту плотными группами из четырех человек каждая». · В каких плоскостях совершает колебания висячий мост? · Почему лучше переходить висячий мост не в одиночку, а группами? VI. Подведение итогов урока VII. Домашнее задание: § 28-30, упр. 25 № 1
