Информационные технологии на уроках физики

Цель: повторить теоретический материал темы “Механические волны”.

• Образовательные: сформулировать определение механических волн; рассмотреть виды механических волн, параметры механических волн.
• Развивающие: развитие памяти, мышления, внимания.
• Оборудование: компьютер, экран, проектор, программное обеспечение: “Физика 7-11. Библиотека наглядных пособий”, бланки на каждого учащегося.

ІІ. Изучение нового материала (приложение1).

Каждый из нас наблюдал, как от камня, брошенного на спокойную поверхность пруда или озера, кольцами разбегаются волны. Многие следили за морскими волнами, набегающими на берег. Все читали рассказы о морских путешествиях, о чудовищной силе морских волн, легко раскачивающих большие корабли. Однако при наблюдении этих явлений не всем приходит в голову, что звук всплеска воды доносится до нашего уха волнами в том воздухе, которым мы дышим, что свет, благодаря которому мы видим, тоже представляет собой волновое движение. Волновые процессы чрезвычайно широко распространены в природе. Различны физические причины, вызывающие волновые движения (слайд № 1).

Что же такое волны? Каких видов они бывают? Какими параметрами обладают, как трение влияет на амплитуду волн? На все эти вопросы вы найдете ответы на этом уроке (слайд № 2).

Рассмотрим понятие более строго.

Круги, которые образуются при бросании камешков на спокойной до этого поверхности воды (демонстрация кругов на воде), возникнув в одном месте, сразу же начинают распространяться от него во все стороны. Если в каком-нибудь месте твердой, жидкой или газообразной среды возбуждены колебания частиц, то вследствие взаимодействия атомов и молекул среды колебания начинают передаваться от одной точки к другой с конечной скоростью.

Волны бывают механическими и электромагнитными. Электромагнитные волны, представляющие собой распространяющиеся возмущения электромагнитного поля, будут рассмотрены чуть позже. А сегодня рассмотрим более подробно механические волны. К механическим волнам относят упругие волны и волны на поверхности жидкости.

Упругие волны – это распространяющиеся возмущения упругой среды.

Среду называют упругой, если между ее частицами существуют силы взаимодействия, препятствующие ее деформации. Возмущение упругой среды – это любое отклонение частиц этой среды от положения равновесия.

Возмущения возникают в результате деформации среды от положения равновесия. При этом волной они становятся только тогда, когда начинают распространяться.

Необходимым условием возникновения волны является появление в момент возникновения возмущения препятствующих ему сил, например сил упругости (слайд № 3).

Обычно начальное возмущение в среде вызывается действием в ней какого-либо инородного тела, называемого источником волны.

Если действие источника имеет кратковременный характер, то в среде возникает так называемая одиночная волна. Такую волну, например, можно получить в результате удара по длинной горизонтально натянутой резиновой трубке.

Но источник волны может совершать и длительное колебательное движение. Тогда волны в среде пойдут одна за другой.

В любом случае механизм образования волны одинаков. Каков? (слайд № 4)

Если производить поперечное колебание конца шнура, то мы сможем наблюдать распространение волны по нему с течением времени.

Колеблющееся в упругой среде тело (источник волны) воздействует на прилегающие к нему частицы среды и заставляет их совершать вынужденные колебания. Среда вблизи колеблющегося тела деформируется, и в ней возникают силы, препятствующие ее деформации. В упругих волнах – это силы упругости. Стремясь сблизить соседние частицы среды, если они расходятся, или, наоборот растолкнуть их, если они сближаются, эти силы действуют на все более удаленные от тела частицы среды, выводя их из положения равновесия. Постепенно все частицы, одна за другой, вовлекаются в колебательное движение, распространение которого и представляется в виде волны.

Мы видим, что при распространении волны направление колебаний частиц перпендикулярно направлению волны распространению волны. Такие волны называются поперечными.

Существует еще один тип волн, в которых направление колебаний и распространения волн совпадают.

В воздухе или воде распространение волны может происходить за счет разряжения и сжатия среды. При этом движение отдельных частиц параллельно или другими словами продольно направлению распространения волны. Такие волны называются продольными. Звук – один из примеров подобных волн (слайд № 5).

Ну, а теперь, давайте посмотрим, как можно получить и продольные, и поперечные волны при помощи пружины (показ видеофильма “Волны на пружине”).

При распространении механической волны движение передается от одного участка тела к другому. С передачей движения связана передача энергии. Основное свойство всех волн независимо от их природы состоит в переносе ими энергии без переноса вещества. Энергия поступает от источника, возбуждающего колебания начала шнура, струны и т.д., и распространяется вместе с волной. Через любое поперечное сечение, например, шнура, непрерывно течет энергия. Эта энергия слагается из кинетической энергии движения участков шнура и потенциальной энергии его упругой деформации.

Распространение колебаний в шнуре характеризуется (слайд № 6):

Длиной волны , м – расстояние на которое колебание распространится за время, равное периоду (расстояние между двумя точками, колеблющимся в одинаковых фазах);

Скорость волны v, м/с.

Под скоростью волны понимают скорость распространения возмущения. Например, удар по концу стального стержня вызывает на этом конце местное сжатие, которое распространяется затем вдоль стержня со скоростью около 5 км/с.

Определите, какая из волн распространяется с максимальной скоростью, при условии, что период одинаковый (слайд № 7):

 Рисунок 1

 Волна от поплавка затухает при распространении, как правило, в реальной жизни. Затухают все волны, если колебания не поддерживать специальными способами. Затухание появляется вследствие трения колеблющихся частиц друг о друга при смещении. Трение приводит к уменьшению амплитуды колебаний (слайд № 10).

Укажите, в какой точке амплитуда колебаний максимальна (слайд № 11):

Рисунок 2

Скорость волны определяется свойствами среды, в которой эта волна распространяется. В твердых телах скорость продольных волн больше скорости поперечных. Это обстоятельство учитывается для определения местоположения очагов землетрясения.

Землетрясения являются источниками, так называемых сейсмических волн, распространяющихся в земной коре в виде как продольных, так и поперечных волн. Первыми на регистрирующую станцию приходят продольные волны, затем поперечные. Зная скорости продольных и поперечных волн в земной коре и время запаздывания поперечной волны, можно определить расстояние до очага землетрясения (просмотр видеофильма “Продольные и поперечные волны в исследовании структуры Земли”).

III. Закрепление.

В начале урока у детей на столах находятся бланки. При закреплении вместе с детьми проговариваем ключевые моменты и заполняем подготовленный бланк конспекта (см. Приложение2).

(если еще осталось время, можно предложить учащимся задачу, а потом вместе ее проверить(слайд № 14)).

Приложение 3.

IV. Домашнее задание: § 42-44.