Горавская

20.02.2009
Тема урока: Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда,
период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.
Цель и задачи урока:
образовательная: формирование у учащихся знаний о колебательном движении,
гармоническом колебании, уравнении гармонических колебаний; понятиях:
амплитуда, период, частота, фаза колебаний;
воспитательная: содействовать формированию познавательного интереса,
научного мировоззрения учащихся с помощью изучения понятий колебательное
движение, гармоническое колебание, амплитуда, период, частота, фаза колебаний;
развивающая: развитие логического мышления учащихся оперировать понятиями
колебательное движение, гармоническое колебание, амплитуда, период, частота,
фаза колебаний.
Ведущая идея урока: Колебательным движением (колебаниями) называют всякий
процесс, который обладает свойством повторяемости во времени.
Периодическим движением называется такое движение, при котором физические
величины, описывающие это движение, принимают одни и те же значения через
равные промежутки времени. Колебания — это особая форма движения, при
котором разнородные по своей природе физические процессы, описываются
одинаковыми зависимостями физических величин от времени.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Форма проведения урока: урок-лекция.
Методы обучения: словесные.
Использованная литература, электронные источники:
1) А.П. Рымкевич. Сборник задач по физике. М. «Просвещение», 1994
2) Л.А. Аксенович. Физика в средней школе. Мн. «Адукацыя i выхаванне», 2004
3) www.pedagog.bn.by
Структура урока:
1. Организационный момент
2 мин.
2. Анализ контрольной работы
20 мин.
3. Объяснение нового материала
20 мин.
4. Домашнее задание
1 мин.
5. Итоги урока
2 мин.
Содержание урока.
Объяснение нового материала
20 мин.
Колебательным движением (колебаниями) называют всякий процесс, который
обладает свойством повторяемости во времени.
1
Периодическим движением называется такое движение, при котором физические
величины, описывающие это движение, принимают одни и те же значения через
равные промежутки времени.
Периодическое движение называется колебательным, если тело (МТ) перемещается
вблизи устойчивого положения равновесия, отклоняясь то в одну, то в другую
сторону. При этом через любую точку траектории, за исключением крайних, тело
проходит как в прямом, так и в обратном направлении. Следовательно,
отличительным признаком колебательного движения является его возвратность.
Например, механическим колебательным движением является движение небольшого тела, подвешенного на нити, груза на пружине, поршня в цилиндре
двигателя автомобиля. Колебания могут быть не только механическими, но и
электромагнитными (периодические изменения напряжения и силы тока в цепи),
термодинамическими (колебания температуры днем и ночью).
Таким образом, колебания — это особая форма движения, при котором разнородные
по своей природе физические процессы, описываются одинаковыми зависимостями
физических величин от времени.
Необходимые условия существования колебаний в системе:
1) наличие силы, стремящейся возвратить тело в положение равновесия при малом
смещении из этого положения;
2) малость трения, препятствующего колебаниям.
Величины, характеризующие механические колебания:
1) x(t) — координата тела (смещение тела из положения равновесия) в момент
времени t:
x=f(t),
f(t)=f(t + T),
где
f(t) — заданная периодическая функция времени t,
Т — период этой функции.
2) А (А > 0) — амплитуда — максимальное смещение тела xmax или системы тел
от положения равновесия.
3) Т — период — длительность одного полного колебания, т. е. наименьший
промежуток времени, по истечении которого повторяются значения всех
физических величин, характеризующих колебание.
[T] = 1c.
4)
ν — частота — число полных колебаний в единицу времени.
[ν] = 1 c-1 = 1 Гц.
5) ω — циклическая частота — число полных колебаний за промежуток времени Δt,
равный 2π секунд:
ω= 2πν= 2π/T,
[ω] = 1 рад/с.
2
6) φ= ωt+ φ0 — фаза — аргумент периодической функции, определяющий
значение изменяющейся физической величины в данный момент времени t.
[φ] = 1 рад (радиан)
7) φ0 — начальная фаза, определяющая положение тела в начальный момент
времени (t0 = 0).
Гармоническими называются колебания, при которых зависимость координаты
(смещения) тела от времени описывается формулами:
x(t) = xmaxcos(ωt + φ0) или x(t) = xmaxsin(ωt + φ0).
Кинематическим законом гармонических колебаний (законом движения) называется
зависимость координаты от времени x(t), позволяет определить положение тела, его
скорость, ускорение в произвольный момент времени.
Гармонической колебательной системой или одномерным гармоническим
осциллятором называют систему (тело), которая совершает гармонические
колебания, описываемые уравнением:
ax(t) + ω2х(t) = 0.
При гармонических колебаниях проекция ускорения точки прямо пропорциональна
ее смещению из положения равновесия и противоположна ему по знаку.
Колебания материальной точки являются гармоническими, если они происходят под
действием возвращающей силы, модуль которой прямо пропорционален смещению
точки из положения равновесия:
Fx= - kx,
где к- постоянный коэффициент.
Знак «-» в формуле отражает возвратный характер силы.
Положению равновесия
соответствует точка x=0, при этом возвращающая сила

равна нулю ( F  0 ).
Домашнее задание
1 мин.
§§ 48
Итоги урока
2 мин.
Следует отметить хорошую работу отдельных учащихся, указать на сложные
моменты, которые возникли в ходе объяснения новой темы. По результатам работы
сделать вывод о сформированных знаниях, выставить отметки.
3
Конспект учащегося.
20.02.2009
Тема урока: Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда,
период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.
Колебательным движением (колебаниями) называют всякий процесс, который
обладает свойством повторяемости во времени.
Периодическим движением – это движение, при котором физические величины,
описывающие это движение, принимают одни и те же значения через равные
промежутки времени.
Колебания — это особая форма движения, при котором разнородные по своей
природе физические процессы, описываются одинаковыми зависимостями
физических величин от времени.
Необходимые условия существования колебаний в системе:
1) наличие силы, стремящейся возвратить тело в положение равновесия при малом
смещении из этого положения;
2) малость трения, препятствующего колебаниям.
Величины, характеризующие механические колебания:
1) x(t) — координата тела (смещение тела из положения равновесия) в момент
времени t.
x=f(t),
f(t)=f(t + T).
2) А (А > 0) — амплитуда — максимальное смещение тела xmax или системы тел
от положения равновесия.
3) Т — период — длительность одного полного колебания.
[T] = 1c.
4) ν — частота — число полных колебаний в единицу времени. [ν] = 1 c-1 = 1 Гц.
5) ω — циклическая частота — число полных колебаний за промежуток времени Δt,
равный 2π секунд:
ω= 2πν= 2π/T,
[ω] = 1 рад/с.
6) φ= ωt+ φ0 — фаза — аргумент периодической функции, определяющий
значение изменяющейся физической величины в момент времени t. [φ] = 1 рад.
7) φ0 — начальная фаза, определяющая положение тела в начальный момент
времени (t0 = 0).
Гармоническими называются колебания, при которых зависимость координаты
(смещения) тела от времени описывается формулами:
x(t) = xmaxcos(ωt + φ0) или x(t) = xmaxsin(ωt + φ0).
Гармонической колебательной системой или одномерным гармоническим
осциллятором называют систему (тело), которая совершает гармонические
колебания, описываемые уравнением:
ax(t) + ω2х(t) = 0.
4
Доска.
20.02.2009
Тема урока: Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда,
период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.
Колебательным движением (колебаниями)
Периодическим движением – это
Колебания — это
Необходимые условия существования колебаний в системе:
1)
2)
Величины, характеризующие механические колебания:
1) x(t) —
x=f(t),
f(t)=f(t + T).
2) А (А > 0) — амплитуда —
3) Т — период —
[T] = 1c.
4) ν — частота —
[ν] = 1 c-1 = 1 Гц.
5) ω — циклическая частота —
ω= 2πν= 2π/T,
[ω] = 1 рад/с.
6) φ=
ωt+ φ0 — фаза —
[φ] = 1 рад.
7) φ0 — начальная фаза –
Гармоническими называются колебания
x(t) = xmaxcos(ωt + φ0) или x(t) = xmaxsin(ωt + φ0).
Гармонической
осциллятором
колебательной
системой
или
одномерным
гармоническим
ax(t) + ω2х(t) = 0.
5