Презентация "Механические колебания и волны. Подготовка к ЕГЭ" 11 класс
Подписи к слайдам:
МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ.
Подготовка к ЕГЭ
Учитель: Попова И.А.
МОУ СОШ № 30
Белово 2010
Цель: повторение основных понятий, законов и формул
МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН
в соответствии с кодификатором ЕГЭ.
Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010:
- Гармонические колебания
- Амплитуда, период, частота колебаний
- Свободные
- Вынужденные колебания.
- Механические волны. Длина
- Звук
- Механическими колебаниями называются движения тел, точно повторяющиеся через одинаковые промежутки времени.
- Закон движения тела, совершающего колебания, задается с помощью некоторой периодической функции времени x = f(t)
- А - амплитуда механических гармонических колебаний - модуль наибольшего смещения колеблющегося тела (материальной точки) от положения равновесия. Единица измерения амплитуды – 1 метр.
- ω - круговая (циклическая) частота
- Т - период колебаний – время, за которое колеблющееся тело совершит одно полное колебание
- ν - частота (величина, обратная периоду) показывает, сколько колебаний совершается за единицу времени
Амплитуда
Период
Превращения энергии при свободных механических колебаниях При гармонических колебаниях происходит периодическое превращение кинетической энергии в потенциальную и наоборот- Для груза на пружине
- Для математического маятника
- hm – максимальная высота подъема маятника в поле тяготения Земли;
- xm и υm = ω0xm – максимальные значения отклонения маятника от положения равновесия и его скорости
- Свободные колебания имеют место тогда, когда на колеблющееся тело (материальную точку) действует только возвращающая сила.
- Свободные колебания являются незатухающими, если не происходит рассеяния энергии в окружающее пространство.
- В этом случае полная механическая энергия колебательной системы остается постоянной
- Реальные колебательные процессы являются затухающими, так как на колеблющееся тело действуют силы сопротивления движению.
- Вынужденные колебания совершаются под действием внешней периодически изменяющейся силы, которую называют вынуждающей.
- Если частота w изменения вынуждающей силы совпадает с частотой w0 собственных колебаний системы, то амплитуда вынужденных колебаний достигает максимального значения – наступает резонанс.
- Резонансные кривые при различных уровнях затухания:
- 1 – колебательная система без трения; при резонансе амплитуда xm вынужденных колебаний неограниченно возрастает;
- 2, 3, 4 – реальные резонансные кривые для колебательных систем с различной добротностью: Q2 > Q3 > Q4.
- На низких частотах (ω << ω0) xm ≈ ym.
- На высоких частотах (ω >> ω0) xm → 0.
- Автоколебания - процесс незатухающих колебаний в системах, в которых незатухающие колебания возникают не за счет периодического внешнего воздействия, а в результате имеющейся у таких систем способности самой регулировать поступление энергии от постоянного источника
- Функциональная схема автоколебательной системы
- Явление распространения колебаний в пространстве с течением времени называется механической волной.
- Механические волны бывают
- поперечными и
- продольными:
- колебания частиц поперечной волны происходят перпендикулярно (поперек) направлению распространения волны
- колебания частиц продольной волны – вдоль этого направления
- Продольные волны – это периодические сгущения и разрежения среды. Поэтому такие волны могут существовать в любых телах – твердых, жидких, газообразных.
- Поперечные волны могут существовать лишь в твердых телах (для распространения такой волны необходимо "жесткое" расположение частиц среды, чтобы между ними могли возникать силы упругости).
- Простейшая одномерная модель твердого тела
- Физическая величина, равная отношению длины волны (λ) к периоду колебаний ее частиц (T), называется скоростью волны
- Расстояние между двумя ближайшими частицами среды, находящимися в одинаковом состоянии, называется длиной волны.
- Период колебаний частиц равен периоду колебаний возбудителя волны.
- Скорость распространения волн в различных средах различна
- Если волны, бегущие по струне во встречных направлениях, имеют синусоидальную форму, то при определенных условиях они могут образовать стоячую волну.
λ
Образование стоячей волны в струне, закрепленной на обоих концах
Свойства механических волн- Отражение волн - механические волны любого происхождения обладают способностью отражаться от границы раздела двух сред.
- Преломление волн - при распространении механических волн можно наблюдать и явление преломления.
- Дифракция волн (лат. "дифрактус" – преломленный) - отклонение волн от прямолинейного распространения, то есть огибание ими препятствий.
- Дифракция наиболее отчетливо проявляется, если длина набегающей волны больше размеров препятствия. Позади него волна распространяется так, как будто препятствия не было вовсе.
- Интерференция волн - взаимовлияние двух волн (лат. "интер" – взаимно, "ферио" – ударяю).
- Звуковыми волнами или просто звуком принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом.
- Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком.
- Скорость звука в воздухе ≈ 330 м/с.
- Скорость распространения звуковых волн в разных средах неодинакова. Медленнее всего звук распространяется в газах.
- В жидкостях звук распространяется быстрее.
- В твердых телах – еще быстрее.
- В стальном рельсе, например, звук распространяется со скоростью » 5000 м/с.
- При распространении звука в газе атомы и молекулы колеблются вдоль направления распространения волны.
- Громкость звука определяется амплитудой волны
- Высота звука определяется частотой волны
t
x
Более громкий звук
Более высокий голос
Рассмотрим задачи: ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ) ГИА-9 2008-2010 (Демо) (ГИА 2009 г.) 4. На рисунке представлен график зависимости давления воздуха от координаты в некоторый момент времени при распространении звуковой волны. Длина звуковой волны равна- 0,4 м
- 0,8
- 1,2
- 1,6 м
- услышит только ребенок
- услышит только пожилой человек
- услышит и ребенок, и пожилой человек
- не услышит ни ребенок, ни пожилой человек
- только в газах
- только в жидкостях
- только в твердых телах
- в газах, жидкостях и твердых телах
- 1 м.
- 0,5 м
- 4 м.
- 1,5 м
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5 м
- 4,5 м
- 0,9 м
- 0,18 м
- от 20 до 20 000 м
- от 6800 до 6 800 000 м
- от 0,06 до 58,8 м
- от 17 до 0,017 м
- 2 с
- 4 с
- 6 с
- 10 с
- 110– 3 с
- 210– 3 с
- 310– 3 с
- 410– 3 с
- 40 Дж
- 80Дж
- 100 Дж
- 120 Дж
- 10
- 2
- 5
- 4
- увеличится в 2 раза
- увеличится в 4 раза
- уменьшится в 4 раза
- уменьшится в 2 раза
- 1
- 2
- 1/4
- 4
|
ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ |
ПРИБОР |
|
А) период колебаний |
1) увеличится |
|
Б) частота колебаний |
2) уменьшится |
|
В) максимальная потенциальная энергия пружины |
3) не изменится |
|
А |
Б |
В |
2
1
3
(ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А5. Первоначальное удлинение пружины равно Δl. Как изменится потенциальная энергия пружины, если ее удлинение станет вдвое больше?- увеличится в 2 раза
- увеличится в 4 раза
- уменьшится в 2 раза
- уменьшится в 4 раза
- 3⋅10–2 м/с
- 6⋅10–2 м/с
- 2 м/с
- 2π м/с
- Dproc.do.am/ http://dproc.do.am/publ/4-1-0-10
- Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО "Издательство Астрель", 2009. – 160 с.
- Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / В.А. Касьянов. – ООО "Дрофа", 2004. – 116 с.
- Колебания. Материал из Википедии — свободной энциклопедии / http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B1%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F
- Механические колебания и волны. Электронная версия по физике для студентов Инженерно - Технического Факультета / http://e-lib.qmii.uz/ebooks/048_fizika_sadullayev_ru/Mehan.htm
- Механические Колебания и Волны. Эта удивительная физика. Sfiz.ru/ http://www.fizika.asvu.ru/page.php?id=77
- Момент силы. ВикипедиЯ [текст, рисунок]/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%8B
- Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев . –" Просвещение ", 2009. – 166 с.
- Открытая физика [текст, рисунки]/ http://www.physics.ru
- Подготовка к ЕГЭ /http://egephizika
- Силы в механике/ http://egephizika.26204s024.edusite.ru/DswMedia/mehanika3.htm
- Три закона Ньютона / http://rosbrs.ru/konkurs/web/2004
- Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
- Электронный учебник. Механика с элементами математического моделирования и компьютерной графики/ http://elmehanika.elsu.ru/section/meenanical_oscillation.html
Физика - еще материалы к урокам:
- Презентация "Динамика. Подготовка к ЕГЭ" 11 класс
- Презентация "Законы сохранения. Подготовка к ЕГЭ" 11 класс
- Презентация "Оптика. Подготовка к ЕГЭ" 11 класс
- Презентация "Электромагнитная индукция. Подготовка к ЕГЭ" 11 класс
- Презентация "Законы постоянного тока. Подготовка к ЕГЭ" 11 класс
- Презентация "Электрическое поле. Подготовка к ЕГЭ" 11 класс
