Данная тема изучается в 9 и 11 классе

Эта тема включена в раздел Механика, как завершающая. По мнению методистов, так как при первоначальномизучении колебаний и волн различной природы, их целесообразно не объединять вместе, а изучать в соответствующих разделах механические колебании и волны при изучении механики, а электромагнитные волны приизучении электродинамики. Основываемся главным образом на экспериментальное изучение колебаний начинается с введения понятия о колебательном движении. Учащимся ужа известны периодические процессы, то есть процессы повторяющиеся через равные промежутки времени.

Колебаниями называются такое движение, при котором тало поочередно отклоняется то в одну, то в другую сторону. В учебниках можно встретить и другое определение: Процессы, при которых состояние системы с определенной степенью точности периодически повторяются называются колебаниями Из этого определения следует, что главная особенность этого движения состоит в том, что оно периодическое В зависимости от природы повторяющихся процессов в различных колебаниях: механические, эл магн. автоколебания и т.д.

На основе опытов (пружинный маятник, груз на нити и тд.) подчеркивают, что колебательным системам присущ ряд общих свойств: 1. У каждой колебательной системы есть состояние устойчивого равновесия; 2. После того, как колебательная системе выведена из положения устойчивого равновесия, появляется сила, возвращающая систему в устойчивое положение; 3. Возвратившись в устойчивое состояние система колеблющегося тела не может сразу остановиться, ему мешает его инертность

Колебания которые происходят баз внешних воздействий, после того как тало выведано из состояния равновесия, называется свободными

Система тел, которая способна совершать свободные колебания, называется колебательной системой.

Далее рассматриваются гармонические колебания. Механические колебания которые происходят под действием силы пропорциональной смещению и направленные противоположно ему, называют гармоническими колебаниями.

Максимальное смещение тела от положения равновесия называется амплитудой колебания.

Продолжительность одного полного колебания называется периодом колебаний. Частота колебаний - это число колебаний в единицу времени. n=1/T

Движение, при котором ускорение прямо пропорционально отклонению точки от положения ревновесия и всегда наплавлена в сторону равновесия называется гармоническими колебаниями.

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на длинной, нерастяжимой и невесомой нити. При отклонении маятника из положения равновесия, равнодействующем силы упругости и силы тяжести заставляет маятник совершать

колебания. Период колебания маятника T=2pÖL/g - зависит от длинны нити и не зависит

от массы тела, не зависит также от амплитуды колебаний, поэтому маятник используется для регулировки хода часов.

Рассмотрим собственные и вынужденные колебания, резонанс. Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при равенстве частот колебаний вынуждающей силы и собственных колебаний системы называется резонансом.

(прод8)потенциальная энергия в механике – это энергия взаимодействия по крайне мере двух тел; понятие потенциальной энергии относится к системе тел, а не к одному телу. Это основная задача, которую решает учитель при формировании этого понятия. Вторая задача расширить представление о потенциальной энергии, полученное учащимся на первой ступени. Необходимо подчеркнуть, что потенциальной энергией обладает не только тело, поднятое над Землей, но и упруго деформирующаяся пружина или другое деформирующееся тело. Дать понятие и характеристику потенциальной энергии. Третья задача, показать, что нулевой уровень состояния системы произволен, так как разность энергий инвариантно, относительно этого выбора, хотя потенциальная энергия и зависит от выбора этого уровня.

При выводе формулы, связывающей изменение потенциальной энергии с работой сил, одно из тел системы принимается за неподвижное. Поэтому потенциальную энергию двух тел учащиеся привыкают рассматривать как энергию одного тела. Это осложняет процесс формирования понятия об этом виде энергии. Чтобы избежать осложнений, правильнее будет раскрывать следующее положение: изменение потенциальной энергии двух тел, взаимодействующих с силами, зависящими только от расстояния между ними, равно работе, взятой с противоположным знаком. Существует несколько способов вывода ЗС энергии. Рассмотрим некоторые из них: 1. предлагается следующий методический подход: Рассматривается замкнутая система тел, в которой действуют только консервативные силы. Опираясь на теорему о кинетической энергии записываем, что A (например, при падении тела с высоты h₁ на высоту h₂) , - механическая энергия.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой только консервативными силами, остается постоянной. 2. Выражение полученное для измерения полной механической энергии под действием внешних сил и внутренних консервативных сил. В этом случае получим выражение . Анализируя выражение приходим к выводу, что сумма кинетической и потенциальной энергии их взаимодействия остается постоянной, если выполнятся условия: 1) работа внешних сил равна нулю; 2) работа внутренних сил равна нулю и работа внешних сил равна нулю. Первое условие выполняется для замкнутой системы, второе требует, чтобы в рассматриваемой системе тел не действовали неконсервативные силы, то есть силы от относительных скоростей взаимодействующих тел, силы трения и т.д. При таком подходе определяется область применимости ЗС механической энергии.

(Прод12 а)доклады, рефераты, творческие письменные работы, семинары-диспуты, семинары-конференции и т.д

Развёрнутая беседа – наиболее распространённая форма семинарских занятий. Она предполагает подготовку всех учащихся по каждому вопросу плана занятия с единым для всех перечнем обязательной и дополнительной литературы; выступления учащихся и их обсуждение; выступление и заключение преподавателя. Развёрнутая беседа не исключает, а предполагает и заранее запланированные выступления отдельных учащихся по некоторым дополнительным вопросам. Но данные сообщения выступают здесь в качестве дополнения к уже состоявшимся выступлениям, а не как основа для обсуждения.

Система семинарских докладов, которые готовятся по заранее предложенной тематике, кроме общих целей учебного процесса преследует задачу привить навыки научной, творческой работы, воспитать самостоятельность мышления, вкус к поиску новых идей и фактов, примеров.

Семинар-диспут в группе или в классе имеет ряд достоинств.Диспут может быть и самостоятельной формой семинара и элементом других форм практических занятий. В первом случае наиболее интересно проходят такие занятия при объединении двух или нескольких семинарских групп, когда с докладами выступают учащиеся одного класса, а оппонентами — другого, о чем договариваются заранее. Вопросы, выносимые на подобные семинары, должны всегда иметь теоретическую и практическую значимость.Диспут может быть вызван преподавателем в ходе занятия или заранее планируется им.

Урок- решение задач в процессе обучения физике имеет многогранные функции: он - средство осознания и усвоения изучаемых понятий, явлений и закономерностей, средство отработки знаний и формирования умений применять их на практике, средство повторения пройденного, способ связи курса физики с жизнью и производством во всех его разновидностях, средство создания проблемных ситуаций, предваряющих рассмотрение нового раздела или вопроса. Он имеет, кроме перечисленных обучающих функций, и ряд воспитывающих: учит трудиться, быть целеустремленным и самостоятельным, творчески активным.

Урок- лабораторная являются разновидностью практических, но она носит не трудовой, а исследовательский характер. Они обычно не требуют длительного времени. Примерная структура такого урока: 1.Организационная часть; 2.Сообщение темы и целей занятия; 3.Изложение теоретического материала и его закрепление; 4.Выдача задания; 5.Выполнение ее учащимися; 6.Подведение итогов л/р и всего урока.

(прод25)Рассматривая волны необходимо обратить внимание на следующие моменты: процесс распространения колебаний в среде называется волной; длинной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время равное периоду колебаний

частиц; скорость волны определяется из формулы: V=S/t=l/T=ln существуют

продольные и поперечные - колебания частиц происходят перпендикулярно распространению волны.

Основные понятия и правила.

1. Маятником называют подвешенное на нити или закрепленное на оси тело, которое может совершать колебания под действием силы тяжести.

2. Колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.

3. Свободными колебаниями называются колебания под действием внутренних сил, после того как система выведена из положения равновесия.

4. Вынужденными колебаниями называют колебания тел под действием внешних периодически изменяющихся сил.

5. Математический маятник – материальная точка, подвешенная на нерастяжимой невесомой нити.

6. Уравнение движения тела, колеблющегося под действием силы упругости: проекция а_х ускорения тела прямопропорциональна его координате х, взятой с противоположным знаком: а_х=-

7. Ускорение – это производная скорости по времени, или вторая производная координаты по времени. x”= где х”- вторая производная координаты по времени.

8. Координата тела, совершающего свободные колебания, меняется с течением времени по закону синуса или косинуса.

9. Периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящее по закону синуса или косинуса, называются гармоническими колебаниями.

10. Амплитудой гармонических колебаний называется модуль наибольшего смещения тела от положения равновесия.

11. Уравнение движения, описывающее свободные колебания: х”=-w₀²x.

12. Минимальный промежуток времени Т, через который движение тела полностью повторяется, называют периодом колебания.

13. Число колебаний в единицу времени называют частотой частотой колебаний. n=1/Т

14. Циклическая (круговая) частота – число колебаний за 2p с. w₀ = 2p/Т=2pn

(прод24)магнитного поля катушки с током увеличивается, при уменьшении - ослабляется. Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом.

7. Характеристику магнитного поля называют вектором магнитной индукции. Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

8. Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля.

9. Правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90⁰ большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника.

10. Модулем вектора магнитной индукции называется отношение максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого участка:

В = .