Измерение момента инерции.

Удобный способ измерения момента инерции тела относительно любой оси состоит в измерении периода колебаний этого тела относительно этой оси.

Задачи:

1. Центр тяжести неоднородной палки массой 1,6 кг расположен на расстоянии 42 см от одного из ее концов. Если заставить палку качаться вокруг оси, проходящей через этот конец, то частота свобод­ных колебаний палки будет равна 2,5 Гц. Чему равен момент инерции палки относительно этой оси?

2. Тонкий прямой однородный стержень длиной 1 м и массой 160 г подвешен за конец на оси. Чему равен период его малых колебаний? Какова длина математического маятника, имеющего такой же период?

3. Сплошной однородный диск с радиусом 10 см колеблется около оси, перпендикулярной к плоскости диска и проходящей через его край. Какой длины должен быть математический маятник, имеющий тот же период колебаний, что и диск?

4. В какой точке следует подвесить однородный стержень дайны l, чтобы частота его колебаний, как физического маятника, была макси­мальна? Чему равна эта частота?

5. Тонкий однородный стержень массой m подвешен за один конец и качается с частотой ν;. Если к свободному концу прикрепить маленький шарик массой 2m, то как изменится частота колебаний?

6. Исследуйте зависимость периода малых колебаний линейки от выбора ее точки подвеса. Дайте теоретическое объяснение наблюдаемой зави­симости.

7. Как сделать устойчивым положение физического маятника, в котором его центр тяжести расположен выше точки опоры (гироскопический эффект или другие способы).

 

"Посижу у широкой реки, брошу камень в холодную заводь.

Пусть бегут в бесконечность круги, как в себя обращенная память";

А. Тихомиров

Урок 85/8. ВОЛНОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учащихся с основными особенностями волнового движения (основными свойствами волн).

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Спиральная пружина, волновая машина, связанные маятники.

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 25 мин

4. Закрепление 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

 

II. Опрос фундаментальный:

1. Вынужденные колебания.

2. Резонанс.

Задачи:

1. Доска совершает гармонические колебания в горизонтальном направлении с периодом 5 с. Лежащее на ней тело начинает скользить, когда амплитуда колебаний достигает 0,6 м. Каков коэффициент трения скольжения между грузом и доской?

2. Горизонтальная мембрана совершает вертикальные гармонические ко­лебания с циклической частотой ω; амплитудой А. На мембране лежит маленький груз. При каком условии груз будет колебаться вместе с мембраной и, при каком он начнет подскакивать?

Вопросы:

1. В окнах, под которыми проезжают машины, нередко назойливо дребезжат стекла. Это неприятное явление можно значительно ослабить, если в центре стекла прикрепить кусочек пластилина. Как объяснить этот эффект?

2. Тяжелый язык большого колокола может раскачать даже ребёнок. Почему?

3. Если нести груз на веревочной петле, то при определенном темпе ходь­бы груз начнет сильно раскачиваться? Почему? Какова длина петли, если скорость движения 6 км/ч?

4. На длинной горизонтальной нити подвешено несколько нитяных маятни­ков, два из которых имеют одинаковую длину. Какое явление мы наблюдаем в данном опыте?

5. Что вы вообще знаете о маятниках?

6. Почему падающие капли дождя вибрируют, и у них периодически изменяется форма?

7. Назовите физические объекты.

Груз, подвешенный к вертикальной пружине;

Шарик, подвешенный на нити;

Твердое тело, способное совершать колебания;

Груз, прикрепленный к горизонтально расположенной пружине;

Материальная точка, подвешенная не невесо­мой и нерастяжимой нити.

8. Если к вертикальной пружине подвесить легкое ведерко и равномерно капать в него с высоты воду из капельницы, то стаканчик вначале неподвижен, спустя некоторое время заметно раскачивается, а затем – успокаивается. Почему?

III. Важность изучения волн: звук, свет, волны на поверхности воды, электроны и другие частицы вещества.

Самые простые волны - волновые импульсы. Источники волн - колеблющиеся объекты. Волновой импульс от поплавка на поверхности воды. Волновые импульсы на резиновом шнуре и на спиральной пружине (демонстрация).

Почему передняя часть волнового импульса поднимает­ся, а задняя часть опускается? Другие примеры: воздушный волновой импульс (передача “информации” болельщикам на трибуне стадиона).

Свойства волновых импульсов:

Прохождение друг через друга.

Вывод: Главное свойство волн заключается в их способности проходить друг через друга, не изменяя своей формы (частицы данным свойством не обладают). "Большая собака не мешает тявкать маленькой". А.П. Чехов. Принцип суперпозиции.

Как определить результирующее смещение в точке, вызываемое несколь­кими волновыми импульсами в отдельности? Примеры независимости рас­пространения звуковых волн, волн на поверхности воды, света, радио­волн.

1. Отражение волновых импульсов от жестко закрепленного конца (рису­нок и демонстрация).

2. Прохождение волновых импульсов из менее жесткой среды в более жесткую среду (кододиапозитив и демонстрация).

3. Прохождение волновых импульсов из более жесткой среды в менее жесткую среду (кододиапозитив и демонстрация).

Как получить одиночный волновой импульс, перевернутый волновой импульс, волну (два и более волновых импульса)? Как необходимо перемещать начальную точку шнура, чтобы получить волну, "мгновенный фотоснимок" которой изображен на рисунке? Пучности и впадины. Колебания - источник волны.

Длина волны (λ) - расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний.

Скорость распространения волны:

Причина образования волн - силовые связи между частицами среды (демонстрация связанных нитяных маятников и их колебаний).

Вывод: Волной называют процесс распространения колебаний от точки к точке среды.

Поперечные и продольные волны (демонстрации и примеры).

Чем отличается процесс распространения волны от движения кирпича (волна от частицы)?

1. Волны переносят энергию, но вместе с волной не переносится ве­щество (способ переноса энергии без переноса вещества). Примеры.