Реферат: Тема: Механические волны. Скорость и длина волны

8 кл. Физика. Глава III. Колебания и волны.

Дата: Урок № 31.

Тема: Механические волны. Скорость и длина волны.

Цель урока: - познакомить учащихся с условиями возникновения волн и их видами;

- изучить характеристики механических волн.

Демонстрации: - образование механических волн в демонстрационной ванне;

- движение волны в гибком шнуре;


Ход урока:

Организационный момент. Объявление темы и целей урока.

Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос.

Что такое резонанс?

Где мы его наблюдаем?

Какую роль – полезную или вредную – играет резонанс в жизни людей? Приведите примеры.

Мы только что упомянули слово «амплитуда»… Что оно означает?

Вспомним, что такое «колебания»

Какие ещё характеристики существуют у механических колебаний? В чем они измеряются?

Определите по графику амплитуду, частоту и период колебаний:










^ Актуализация знаний.

Посмотрите внимательно на график колебаний. На что он больше всего похож? Конечно, на волну. О волнах, о видах волн, об их характеристиках мы и будем сегодня вести разговор.

С давних времен привлекали поэтов сила морских волн, нежная задумчивость озер, сказочная загадочность целебных источников. Вслушайтесь в строки стихов Ф.И.Тютчева:

Ты волна моя морская,

Своенравная волна,

Как покоясь иль играя,

Чудной жизни ты полна!

Ты на солнце ли смеёшься,

Отражая, неба свод,

Иль мятешься ты и бьешься

В одичалой бездне вод,-…






На всем протяжении своего существования планета Земля и все живущие на ней не могут обходиться без воды. И, конечно, человечество старалось изучить её свойства и её характеристики. Мы сегодня сделаем ещё один шаг на пути познания. И начнем, пожалуй, с наблюдения.

Все вы видели, как разбегаются волны от брошенного в воду камешка. А ещё знаменитый Козьма Прутков говорил: «Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание будет пустою забавою».

Демонстрация: Образование механических волн в демонстрационной ванне.

Мы видим круги в виде чередующихся гребней и впадин. Они являются примером возмущения спокойной до этого поверхности воды. Или мы можем сказать, колебания.






Физкультминутка.

Изложение нового материала.

1. Так что такое волна, как вы понимаете?

Опр.: Колебания, которые перемещаются в пространстве и времени, называются волной.

2. Самым простым видом колебаний являются волны, возникающие на поверхности жидкости. (Компьютерная демонстрация: Кирилл и Мефодий \ Учебные электронные издания \ БЭНП Физика \ Механика \ Механические волны (рисунок).

Причем, перемещения волн по всем направлениям равноправны!

Такое представление волны, как чередование горбов и впадин, достаточно наглядно: можно легко определить, как быстро меняется положение гребня, а, значит, оценить скорость волны.

Демонстрация: колебания в гибком шнуре.

Волна возникает лишь тогда, когда вместе с внешним возмущением появляются силы в среде, противодействующие ему. Обычно это силы упругости.

Механические волны возникают и перемещаются лишь в упругих средах. Такие среды достаточно плотные и соударение частиц в них напоминает упругое соударение шаров. Именно это позволяет частицам в волне передавать избыток энергии соседним частицам. При этом частица, передав часть энергии, возвращается в исходное положение. Этот процесс продолжается дальше. Таким образом, вещество в волне не перемещается. Частицы среды совершают колебания около своих положений равновесия.

Чем более разрежена среда, тем быстрее затухает волна в ней, и тем меньше её скорость.

^ 3. В зависимости от того, в каком направлении частицы совершают колебания по отношению к направлению перемещения волны, различают продольные и поперечные волны.

Компьютерная демонстрация: Кирилл и Мефодий \ Учебные электронные издания \ БЭНП Физика \ Механика \ Модели продольной и поперечной волн.

В продольной волне частицы совершают колебания в направлениях, совпадающих с перемещением волны. Такие волны возникают в результате сжатия-растяжения. Следовательно, они могут возникнуть и в газах, и в твердых телах, и в жидкостях.

В поперечной волне частицы совершают колебания в плоскостях, перпендикулярных направлению перемещения волны. Такие волны – результат деформации сдвига. Значит эти волны могут возникать лишь в твердых телах, ибо в газах и в жидкостях такой вид деформации невозможен.

^ Компьютерная демонстрация: Образовательные комплексы \ Физика, 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий \ Разделы физики \ Механика \ Видеофрагменты \ 2. Волны на пружине.

4. Перейдем к характеристикам волн. К ним можно отнести: скорость волны – v, длину волны - , амплитуду колебаний в волне – А, период и частоту колебаний – Т, v.

Скорость механических волн, в зависимости от вида волны и упругих свойств сред, может меняться от сотен метров в секунду до 10-12 нм/с.

Под длиной волны понимают то расстояние, которое проходит волна за время, равное периоду колебаний.

Совершенно очевидно, что для конкретной среды длина волны должна быть конкретной величиной: , .




Если графически представить волну, как колебания, которые перемещаются во времени и в пространстве, получаем:

Длина волны = 1000 м;

период колебаний: Т = 0,4 с;

скорость волны равна: = 2500 м/с.


Следует заметить, что частота колебаний в волне всегда совпадает с частотой колебаний источника волны.

Закрепление нового материала.

Фронтальный опрос:

Каковы свойства механических волн?

Переносят ли механические волны энергию? Вещество?

Что может являться источником волн?

На какие виды делят механические волны в зависимости от того, в каком направлении частицы совершают колебания?

Каковы отличия продольных волн от поперечных? Данные вопросы могут послужить дополнительными вопросами к задачам)

^ Решение задач:

Задача 1: По графику (см. рис.) волны определить длину волны, скорость которой 340 м/с.

(Ответ: λ = 0,136 м)

Задача 2: Частота колебаний в волне 10000 Гц, а длина волны 2 мм. Определите скорость волны. (Ответ: v = 20 м/с)

Задача 3: Длина волны равна 2 м, а скорость её распространения 400 м/с. Определите, сколько полных колебаний совершает эта волна за 0,1 с. (Ответ: n = 20)








Подведение итогов. Выставление оценок.

Д/з: §21, 22, вопросы к параграфу, упр. №№ 105, 107, 110;

сборник задач В.И. Лукашика № 889, 890, 891;

желающие ученики могут к следующему уроку подготовить доклады по темам «Землетрясения», «Цунами».