Тема:-« Колебательное движение и его особенности. Механические и электромагнитные колебания.»

Тип урока: диалоговая лекция с элементами поисковой деятельность

Цели урока:

Дидактическая – создать условия для усвоения нового материала, используя поисковый метод обучения и принцип цикличности познания;

Образовательная – показать универсальных характер теории колебаний;

Развивающая – развивать когнитивные процессы учащихся, основываясь на применении научного метода познания: аналогичности и моделировании;

Воспитательная – продолжить формирование представлений о взаимосвязи явлений природы и единой физической картине мира, учить находить и воспринимать прекрасное в природе, искусстве и учебной деятельности.

Оборудование:

• метроном, пружинный и математический маятники;
• презентация
• компьютер.

Ход урока.

1. Оргмомент

2. Объяснение темы

Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные промежутки времени.

Примеры колебательных движений: качели, маятник часов, приливы и отливы, восход и заход Солнца, землетрясения, ветви деревьев и т.д.

Общей чертой разнообразных колебаний является периодичность.

Колебания могут быть свободными и вынужденными (примеры: движение нитяного маятника – это свободные колебания, движение иглы швейной машины – вынужденное колебание)

За положение равновесия принимается точка, в которой при отсутствии движения результирующая сила равна 0.

Рисунок 1.

Свободные колебания – это колебания, происходящие благодаря первоначальному запасу энергии.

Обсуждение вопроса: могут ли возникнуть колебания в системах, изображенных на рисунке?

Рисунок 2

Системы тел, которые способны совершать свободные колебания, называются колебательными системами. нитяные и пружинные.

Условия возникновения свободных колебаний

- наличие устойчивого равновесия;

- силы трения в системе достаточно малы;

- наличие первоначального запаса энергии.

Электромагнитные колебания - взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей.

Получить электрические магнитные колебания также легко, как и заставить колебаться математический или пружинный маятники, но наблюдать эти колебания без специальных устройств невозможно.

Опр. 1. Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока, и напряжения называются электромагнитными колебаниями.

Свободные колебания, возникающие при разрядке конденсатора через катушку — затухающие электромагнитные колебания.

 Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной Э.Д.С. от внешнего источника. – это незатухающие электромагнитные колебания.

                  Колебательный контур – это электрическая цепь, в которой можно получить    

                        свободные электромагнитные колебания. Колебательный контур это - электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора емкостью C, катушки индуктивностью L и резистора сопротивлением R.

Чтобы возникли электрические колебания в этом контуре, ему необходимо сообщить некоторый запас энергии, т.е. зарядить конденсатор. Когда конденсатор зарядится, то электрическое поле будет сосредоточено между его пластинами. 

1.Итак, конденсатор заряжен, его энергия равна

, но ,

поэтому  , следовательно, .

Так как после зарядки конденсатор будет иметь максимальный заряд (на пластинах    конденсатора, расположены противоположные по знаку заряды), то при q=qmax  энергия электрического поля конденсатора будет максимальна и равна

.

        2. При разрядке конденсатора ток не сразу достигает своего максимального значения, а постепенно. Это происходит потому, что переменное магнитное поле порождает в катушке второе электрическое поле.         Когда разрядный ток достигает своего максимального значения, энергия магнитного поля максимальна и равна

,

а энергия конденсатора в этот момент равна нулю. 

 i

  1    

          2           4         t

        T/2          T

                 3

Таким образом, через t=T/4 энергия электрического поля полностью перешла в энергию магнитного поля.

                Таким образом, полная энергия колебательного контура, в любой момент времени, равна сумме энергий магнитного и электрического полей

3. Закрепление новой темы - решение качественных и количественных задач.

 4. Домашнее задание.1,1 задачи  стр. 7

Интернет источники:

k-yroky.ru›load/140-1-0-15523 

festival.1september.ru/articles/589378/pril1.ppt