Презентация, доклад по физике. Механические колебания. Звук

каждая вещь порождает свою собственную уникальную частоту.

«Мир, в котором мы живем, удивительно склонен к колебаниям.»  Р. Бишоп

основных понятий и законов, графиков и формул, связанных с механическими колебаниями и волновым движением, а также типовых задач по теме в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы.

будет преувеличением сказать, то среди процессов, как свободно протекающих в природе, так и используемых в технике, колебания, понимаемые в широком смысле этого слова, занимают во многих отношениях выдающееся и часто первенствующее место» .

Академик
Николай Дмитриевич Папалекси

Колеблются высотные здания и высоковольтные провода под действием ветра, маятник заведенных часов и автомобиль на рессорах во время движения, уровень реки в течение года и температура человеческого тела при болезни. Звук - это колебания плотности и давления воздуха, радиоволны - периодические изменения напряженностей электрического и магнитного полей, видимый свет - тоже электромагнитные колебания, только с несколько иными длиной волны и частотой. Землетрясения - колебания почвы, приливы и отливы - изменение уровня морей и океанов, вызываемое притяжением Луны и достигающее в некоторых местностях 18 метров, биение пульса - периодические сокращения сердечной мышцы человека и т.д. Смена бодрствования и сна, труда и отдыха, зимы и лета... Даже наше каждодневное хождение на работу и возвращение домой попадает под определение колебаний, которые трактуются как процессы, точно или приближенно повторяющиеся через равные промежутки времени (повторяющееся движение по одной и той же траектории).

на такое разнообразие колебаний, все они имеют между собой много общего.

влияние на науку своего времени.

1564-1642

Галилей установил изохронизм (независимость периода от амплитуды) малых колебаний, наблюдая за раскачиванием люстры в соборе и отмеряя время по ударам пульса на руке.

«Трактат о свете» (1690). Впервые использовал маятник для достижения регулярного хода часов и вывел формулу для периода колебаний маятников. Гюйгенс изобрел первые часы с маятником (1657) и во втором издании своей монографии «Маятниковые часы» (1673) исследовал ряд проблем, связанных с движением маятника, в частности нашел центр качания физического маятника.

кабелей и приходит к заключениям величайшей практической важности, давшим возможность осуществить телеграфирование через океан. Попутно Томсон выводит условия существования колебательного электрического разряда лёгшие в основание всего учения об электрических колебаниях. Экспедиция для прокладки кабеля знакомит Томсона с нуждами морского дела и приводит к усовершенствованию  лота и компаса

королевского общества, с 1908 – президент Кембриджского университета. Занимался теорией колебаний (и стал одним из ее основоположников), акустикой, теорией теплового излучения, молекулярной физикой,электромагнетизмом, оптикой. Исследуя колебания упругих тел, установил ряд свойств колебательных систем, в частности первым обратил внимание на автоколебания. Изучал поверхностные волны, в 1885 предсказал существование особых волн этого вида («волны Рэлея»). В 1904 был удостоен Нобелевской премии по физике.
Был награжден медалями Б.Румфорда, Копли, М.Фарадея. Умер Рэлей в Терлин-Плейсе (графство Эссекс), 30 июня 1919.

РЭЛЕЙ, ДЖОН УИЛЬЯМ (1842–1919)

являлся профессором электротехнического института Петербурга, а после его ректором.
Но истинным пристрастием в биографии Александра Степановича Попова были эксперименты. Свободное время он посвящал исследованию электромагнитных колебаний. Используя приемник Лоджа, Попов создал радиоприемник, который представил в апреле 1895 года. Начиная с 1897 года, Александр Попов в своей биографии проводил радиотелеграфические опыты на кораблях. В это время Рыбкин и Троецкий (ассистенты Попова) подтвердили возможность принятия сигналов на слух, после чего Попов модифицировал структуру
своего изобретения.

Александр Степанович Попов (1859 - 1906)

и измерил давление света на твердые тела (1900) и газы (1908), количественно подтвердив электромагнитную теорию света. Имя Лебедева носит Физический институт РАН.

корабля, теории магнитных и гироскопических компасов, артиллерии, математике .
Крылову принадлежат выдающиеся работы по строительной механике корабля.
Им начата разработка динамических проблем в кораблестроении, создана теория вибрации судов, предложен оригинальный метод расчёта балок,
лежащих на упругом основании, имеющий большое значение не только для расчёта судовых корпусов, но и для развития строительной механики в целом. В 1938—40 опубликовал комплекс работ, в которых дал полное изложение теории девиации магнитного компаса, исследовал вопросы теории гироскопических компасов, разработал теорию влияния качки корабля на показания компаса (Государственная премия СССР, 1941).
         Большую ценность имеют также работы Крылова по математике и механике.
         

Алексей Николаевич Крылов
1863—1945

Л. Мандельштам прославился также работами по нелинейной теории колебаний, по новым методам возбуждения колебаний а также созданием в 1931 г. параметрического генератора переменного тока с периодически меняющейся индуктивностью.

1909 -1992

Александр Александрович Андронов
1901-1952

1903-1987

Александр Яковлевич Хинчин
1894-1959

20 баллов):
механические явления (1-6);
тепловые явления (7-9);
электромагнитные явления (10-14);
квантовые явления (15);
методология (16);
текст физического содержания (17, 18, 19).

№20-23, 8 баллов ):
на соответствие (задание 20 - соответствие между физическими величинами и единицами, приборами, формулами);
на соответствие (задание 21 - на изменение физических величин при некотором процессе);
на множественный выбор (задание 22 – анализ физического процесса);
на множественный выбор (методологическое задание 23 на анализ проведенных экспериментальных наблюдений и исследований).

№24-27, 12 баллов )
экспериментальное задание (задание 24)
качественная задача (задание 25)
расчетные задачи (задания 26 и 27)

Число заданий стало равным 27
Время выполнения-150 минут
Максимальный балл – 40

с?

1) 100 см
2) 55 см
3) 25 см
4) 15 см

выстрела. На каком расстоянии от стрелка произошло отражение звуковой волны, если скорость звука в воздухе равна 330 м/с?

1) 330 м
2) 660 м
3) 990 м
4) 1320 м

массы груза маятника
2) уменьшения объема груза маятника
3) уменьшения длины маятника
4) уменьшения амплитуды колебаний маятника

некоторый момент времени. Расстояние между какими точками равно половине длины волны?

OB
AB
OD
AD

точками на рисунке равно длине волны?

1 – 2
1 – 3
1 – 4
2 - 5

Определите длину звуковой волны в воздухе, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с.

0,5м
1м
2 м
57 800 м

длины волны

длины звуковой волны

его период свободных колебаний ...

1. увеличивается в 16 раз.
2. увеличивается в 4 раза.
3. увеличивается в 2 раза.
4. уменьшается в 2 раза.
5. уменьшается в 4 раза.

ухом человека, с возрастом уменьшается. Для детей она составляет 22 кГц, а для пожилых людей – 10 кГц. Скорость звука в воздухе равна 340 м/с. Звук с длиной волны 0,017 м

услышит только ребенок
услышит только пожилой человек
услышит и ребенок, и пожилой человек
не услышит ни ребенок, ни пожилой человек

в материальной среде? I. Через получасовые интервалы стреляли из пушки, расположенной на расстоянии 30 км, и наблюдатели отмечали промежуток времени между появлением вспышки и моментом, когда был услышан звук. II. Колокол помещали в сосуд, из которого можно было откачивать воздух. Туда же помещали механизм, который позволяет колоколу звонить автоматически. Слух отчетливо улавливал ослабление звука по мере уменьшения давления воздуха в сосуде.

только I
только II
и I, и II
ни I, ни II

из точек струны. Согласно графику, период этих колебаний равен

110– 3 с
210– 3 с
310– 3 с
410– 3 с

совершает гармонические колебания с периодом T и амплитудой x0. Что произойдет с максимальной потенциальной энергией пружины, периодом и частотой колебаний, если при неизменной амплитуде уменьшить массу груза? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

2

1

3

по физике

камень в воду, увидим, что вокруг места его падения расходятся по воде круги. Возникшие в одном месте
колебания части воды передаются соседним участкам и постепенно распространяются во все стороны, вовлекая в колебательное
движение все новые частицы воды. Такое распространение колебаний называют волной. Говоря о колебательном движении,
мы имеем в виду не общее перемещение частиц, а лишь передачу колебательного процесса от одних частиц среды другим.
Эта передача возможна лишь в том случае, если между частицами существуют некие силы, подобные силам упругости пружины.
Таким образом, для существования механических волн необходима упругая среда. Такой средой могут быть, например,
пружина, воздух и т.п.
Существуют продольные и поперечные волны. Волны, колебания частиц в которых происходят в направлении,
перпендикулярном распространению волны, называются поперечными. Волны, колебания частиц в которых происходят
в направлении, распространению волны, называются продольными. Упругие продольные волны могут распространятся
во всех средах (твердых, жидких, газообразных), а поперечные –только в твердых.
Основными характеристиками механических волн являются скорость распространения v и длина волны λ.
Скорость распространения зависит, в первую очередь, от плотности среды, в которой эта волна распространяется.
Существует связь длины волны и скорости её распространения:
λ= v ·Т
Здесь Т- период, т.к. волны обладают периодичностью распространения.

17. Чему равен период распространения волны?

2с
4с
6с
10с

18. В каких средах могут распространяться звуковые волны?
1.) только в твердых;
2.) только в жидких
3.) только в газообразных
4.) во всех трех

19. Почему механические волны не могут распространяться в вакууме?

физических величин;

умение представлять экспериментальные результаты в виде таблиц или графиков и делать выводы на основании полученных экспериментальных данных;

умение проверять гипотезы;

по физике

выполнения этого задания используйте лабораторное оборудо­вание: штатив с муфтой и лапкой, шарик на нити,
измерительная лента, секундомер (часы с секундной стрелкой). Соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода или частоты колебаний математического маятника от длины нити.
В бланке ответов:
нарисуйте схему эксперимента;
запишите формулу периода колебаний маятника;
укажите результаты измерения;
Сделайте вывод о зависимости периода или частоты колебаний математического маятника от длины нити.

1) Схема экспериментальной установки:

2.)

3) Результаты измерений:

4) Вывод: период колебаний маятника прямо пропорционален длине маятника - чем больше длина маятника, тем больше период колебаний

ГИА применяются следующие типы бланков:
бланк ответов №1,
бланк ответов №2,
дополнительный бланк ответов №2.

В зависимости от предмета структура бланка ответов № 1 может отличаться.

региона, код ОУ, класс, код ОУ-ППЭ,
№ аудитории, № варианта

- Подпись учащегося, номер КИМ

ФИО, серия и № паспорта (свидетельства о
рождении), пол участника

Ответы на задания

- Номер КИМ

Замена ошибочных ответов, номер варианта

(тип С).

для ответов на основном бланке ответов № 2 участник ГИА может продолжить записи на дополнительном бланке ответов № 2, выдаваемом организатором в аудитории по требованию участника в случае, когда
на основном бланке ответов № 2 не осталось места.

ручками.
- Участник ГИА должен изображать каждую цифру и букву во всех заполняемых полях бланков, тщательно копируя образец ее написания из строки с образцами написания символов, расположенной в верхней части бланка ответов №1.

Категорически запрещается:

делать в полях бланков, вне полей бланков или в полях, заполненных типографским способом, какие-либо записи и пометки, не относящиеся к содержанию полей бланков;

использовать для заполнения бланков цветные ручки вместо черной, карандаш (даже для черновых записей на бланках), средства для исправления внесенной в бланки информации («замазку» и др.);

делать ксерокопии бланков ответов и КИМов (т.к. в этом случае полностью исключается возможность автоматизированной обработки как копии, так и оригинала индивидуального комплекта).

И В А Н О В

И В А Н

И В А Н О В ИЧ

0 7 0 8

1 2 3 4 5 6

х

- Дата проведения экзамена

Номер региона, код ОУ, класс, код ОУ-ППЭ,
№ аудитории, № варианта

- Подпись учащегося, номер КИМ

ФИО, серия и № паспорта (свидетельства о
рождении), пол участника

Ответы на задания

- Номер КИМ

0 0 0 1 8 6 3

Замена ошибочных ответов, номер варианта

1

ММ

ДД

ГГ

(тип С).

15

1

03

физика

0001863

для ответов на основном бланке ответов № 2 участник ГИА может продолжить записи на дополнительном бланке ответов № 2, выдаваемом организатором в аудитории по требованию участника в случае, когда
на основном бланке ответов № 2 не осталось места.
В случае заполнения дополнительного бланка ответов № 2 при незаполненном основном бланке ответов № 2 ответы, внесенные в дополнительный бланк ответов № 2, оцениваться не будут.

15

1

01

физика

0001863

2

бланка (код региона, код и название предмета, номер варианта, номер КИМ) должна соответствовать информации, внесенной в бланк ответов № 1.

- Основную часть бланка занимает область записи ответов на задания с ответом в развернутой форме. В этой области участник записывает развернутые ответы на соответствующие задания строго в соответствии с требованиями КИМ.

-При недостатке места для ответов на лицевой стороне бланка ответов № 2 участник может продолжить записи на оборотной стороне бланка, сделав внизу лицевой стороны запись «смотри на обороте».

- При недостатке места для ответов на лицевой стороне бланка ответов № 2 участник может продолжить записи на оборотной стороне бланка, сделав внизу лицевой стороны запись «смотри на обороте».

трудным не бывало».
Руни