Россия, Волжский
СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ
Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно
Скидки до 50 % на комплекты
только до
Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой
Организационный момент
Проверка знаний
Объяснение материала
Закрепление изученного
Итоги урока
Была в сети 17.05.2020 12:26
Кулькова Светлана Степановна
преподаватель физики
1 300
39 162 
Местоположение
Специализация
Разработка урока по теме "Вынужденные колебания. Резонанс"
Категория:
Физика
02.06.2017 15:36
Просмотр содержимого документа
«Титульник и начало»
Просмотр содержимого документа
«для студентов Прилож 1-2»
| Приложение 1 Повторение по теме «Гармонические колебания» Вариант 1 Студента группы______________________________________________ (фамилия имя)
Задача. По графику гармонических колебаний определите амплитуду колебаний, частоту, период и запишите уравнение гармонического колебания по заданным параметрам.
х max = Т = ω = х =
Повторение по теме «Гармонические колебания» Вариант 2 Студента группы______________________________________________ (фамилия имя) Задача. По графику гармонических колебаний определите амплитуду колебаний, частоту, период и запишите уравнение гармонического колебания по заданным парамет рам. х max = Т = ω = х =
| Приложение 1 Повторение по теме «Гармонические колебания» Вариант 3 Студента группы______________________________________________ (фамилия имя)
Задача. По графику гармонических колебаний определите амплитуду колебаний, частоту, период и запишите уравнение гармонического колебания по заданным параметрам.
х max = Т = ω = х =
Повторение по теме «Гармонические колебания» Вариант 4 Студента группы______________________________________________ (фамилия имя) Задача. По графику гармонических колебаний определите амплитуду колебаний, частоту, период и запишите уравнение гармонического колебания по заданным параметрам. х max = Т = ω = х = | ||||||||||||||||||
| Систематизация знаний по теме «Механические колебания»
Табл. Сводная таблица колебаний
| Приложение 2
Проверь себя!
|
(м)
)
t
Просмотр содержимого документа
«для студентов Прилож 3-4 Документ Microsoft Word»
Вынужденные колебания
Колебания, совершаемые телом под действием внешней периодически изменяющейся силы, называются вынужденными колебаниями.
Внешняя периодически изменяющаяся сила называется вынуждающей силой.
Примерами вынужденных колебаний являются тряска автомобиля, движущегося по неровной дороге, движение качелей, которые кто-то периодически подталкивает.
Особый интерес представляют вынужденные колебания в системе, способной совершать свободные колебания, т. е. обладающие собственной частотой колебаний. Они интересны тем, что их амплитуда может возрастать при соответствующем изменении частоты вынуждающей силы. Например, после начала раскачивания качелей (являющихся маятником) амплитуда вынужденных колебаний будет возрастать, т. е. амплитуда каждого последующего колебания будет больше, чем предыдущего (если раскачивать качели в такт). Увеличение амплитуды прекратится тогда, когда потеря энергии на преодоление сил трения станет равна энергии, получаемой качелями извне (за счет работы вынуждающей силы).
В большинстве случаев постоянная частота вынужденных колебаний тоже устанавливается не сразу, а спустя некоторое время после их начала.
Когда амплитуда и частота вынужденных колебаний перестают меняться, говорят, что колебания установились.
Частота, установившихся вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы.
В отличие от свободных колебаний, являющихся затухающими, вынужденные колебания — незатухающие. Они происходят до тех пор, пока действует вынуждающая сила.
Резонанс
Резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебательной системы.
Резонанс возникает из-за того, что при 
внешняя сила, действуя в такт со свободными колебаниями, все время имеет одинаковое направление со скоростью колеблющегося тела и совершает положительную работу: энергия колеблющегося тела увеличивается, и
амплитуда его колебаний становится большой. Если же внешняя сила
Приложение 3
действует «не в такт», то эта силы попеременно совершает то отрицательную, то положительную работу и вследствие этого энергия системы меняется незначительно.
Изменение амплитуды колебаний в зависимости от частоты при одной и той же амплитуде внешней силы, но при различных коэффициентах трения μ, изображено на рисунке, где кривой 1 соответствует минимальное значение μ, кривой 3 — максимальное.
Из рисунка видно, что о резонансе имеет смысл говорить, если затухание свободных колебаний в системе мало.
Явление резонанса в жизни и в технике
Явление резонанса может играть как положительную, так и отрицательную роль.
Известно, например, что тяжелый «язык» большого колокола может раскачать даже ребенок, но при условии, что будет тянуть за веревку в такт со свободными колебаниями «языка».
С явлением резонанса можно встретиться и тогда, когда это совершенно нежелательно.
В 1906 г. из-за резонанса разрушился Египетский мост в Петербурге, по которому проходил кавалерийский эскадрон. Частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста. Из-за этого размахи колебаний моста резко увеличились (наступил резонанс).
Теперь для предотвращения подобных случаев войсковым частям при переходе через мост приказывают идти не строевым, а вольным шагом.
Если же через мост проезжает поезд, то, чтобы избежать резонанса, он проходит его либо на медленном ходу, либо, наоборот, на максимальной скорости (чтобы частота ударов колес о стыки рельсов не оказалась равной собственной частоте моста).
Собственной частотой обладает и сам вагон (колеблющийся на своих рессорах). Когда частота ударов его колес на стыках рельсов оказывается ей равной, вагон начинает сильно раскачиваться.
Явление резонанса встречается даже в воздухе. А на заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе.
Установка для наблюдения резонанса
Явление резонанса можно продемонстрировать и с нитяными маятниками. Подвесим на рейке массивный шар 1 и несколько маятников, имеющих нити разной длины. Каждый из этих маятников имеет свою собственную частоту колебаний, которую можно определить, зная длину нити и ускорение свободного падения. Теперь, не трогая легких маятников, выведем шар 1 из положения равновесия и отпустим. Качания массивного шара вызовут периодические колебания рейки, вследствие которых на каждый из легких маятников начнет действовать периодически изменяющаяся сила упругости. Частота ее изменений будет равна частоте колебаний шара. Под действием этой силы маятники начнут совершать вынужденные колебания. При этом маятники 2 и 3 останутся почти неподвижными. Маятники 4 и 5 будут колебаться с немного большей амплитудой. А у маятника 6, имеющего такую же длину нити и, следовательно, собственную частоту колебаний, как у шара 1, амплитуда окажется максимальной. Это и есть резонанс.
Приложение 4
Сделай сам!
Оборудование : два штатива с держателями, гибкая пластинка, грузы, нитки, ножницы.
Что со всем этим делать, подумайте сами!
Можно взять помощь группы или преподавателя.
Просмотр содержимого документа
«конспект урока»
Просмотр содержимого презентации
«откр урок Вынужден колебания Презентация Microsoft PowerPoint»
cos t
«Каждая из областей физики — оптика, механика, акустика — говорит на своем “национальном” языке. Но есть “интернациональный” язык, и это - язык теории колебаний... Изучая одну область, вы получаете тем самым интуицию и знания совсем в другой области”
Л.И.Мандельштам
(1879-1944)
Проверяем, оцениваем!
Вариант
Вариант
1
1
, м
2
4
2
4
T,с
T,с
3
0,15
4
3
ω, рад/с
4
ω, рад/с
0,15
4
4
0,2
уравнение
π/2 или
4
0,2
4
уравнение
π/2 или
1
1
1,57
1,57
1
1
2π или
sin t
2π или
π/2 или
6,28
cost
или
4
4
π/2 или
6,28
π/2 или 1,57
π/2 или 1,57
1,57
1,57
или
sin t
sin t
или
sin t
cost
или
sin t
1sin t
Критерии оценки:
1. Сделано всё правильно- «5»
2. Определены все параметры, но не записано уравнение -«4»
3. Правильно определены только два параметра – «3»
Сводная таблица колебаний
Характеристики
Характеристики
Условия существования
Свободные
Свободные
Условия существования
Вынужденные
колебаний
1. В КС при однократном действии внешней силы
колебаний
Вынужденные
Как меняется амплитуда (м)
2. 0
↓ , зависит от первоначальных условий
Частота (период)
Уравнение колебаний
Уравнение колебаний
Зависит от параметров колебательной системы)
Резонанс, условия его возникновения
cost
Резонанс, условия его возникновения
Вынужденные механические колебания. Резонанс.
Сводная таблица колебаний
Характеристики
Характеристики
Условия существования
Свободные
Свободные
Условия существования
колебаний
1. В КС при однократном действии внешней силы
Вынужденные
Как меняется амплитуда (м)
колебаний
Вынужденные
В любой системе при периодическом действии на неё внешней силы.
Частота (период)
↓ , зависит от первоначальных условий
В любой системе при периодическом действии на неё внешней силы.
2. 0
Зависит от параметров колебательной системы
Уравнение колебаний
X = const
X = const
Уравнение колебаний
Частота действия внешней силы (ω)
Резонанс, условия его возникновения
Прямопропориональна вынуждающей силе, зависит от её частоты
cost
Резонанс, условия его возникновения
Частота действия внешней силы (ω)
)
Прямопропориональна вынуждающей силе, зависит от её частоты
cos t
Видео
Способы предотвращения наступления резонанса.
- Изменение частоты возбуждающих колебаний.
- Изменения частоты собственных колебаний.
- Специальное увеличение трения в системе.
- Введение второго внешнего действия в противофазе к вредному.
Подумаем!
1. Затухающие колебания это...
А) колебания с увеличением амплитуды
Б) колебания с уменьшением амплитуды
2. Вынужденные колебания это...
Б) происходящие под действием силы трения
А) происходящие под действием периодически изменяющейся силы
3. Незатухающие колебания это...
А) свободные колебания
Б) вынужденные колебания
4. Резонансом называется явление…
А) Совпадения частоты внешней силы с собственной частотой колебательной системы;
Б) Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний.
5. Явление резонанса может наблюдаться в…
А) В любой колебательной системе;
Б) В системе, совершающей свободные колебания;
В) В системе, совершающей вынужденные колебания.
6. Три одинаковых маятника, находящиеся в различных вязких средах, совершают вынужденные колебания. На рисунке показаны резонансные кривые для этих маятников. Какой из маятников испытывает наибольшее сопротивление со стороны вязкой среды в процессе колебаний?
А) 1;
Б) 2;
В) 3
Домашнее задание
Почему не болит голова у дятла?
cos t
Преподаватель ГБ ПОУ «ВПТ»
Кулькова С.С.
2017 г
Вебинар для учителей
Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!
Полезное для учителя
Реализация образовательных программ осуществляется с применением исключительно электронного обучения и ДОТ
