Механические колебания, страница 4

Запускаем метроном. Он совершает 10-15 полных колебаний.

В: Как вы думаете, почему колебания маятника метронома не затухают?

О: Как уже было ранее сказано, в него встроена упругая пружина, которая периодически восполняет потери энергии при колебаниях. Как только завод закончится, маятник остановится.

Далее измерим параметр колеблющегося тела, изменив положение грузика. Приводим метроном в работу.

В: Как по величине изменилась частота колебаний маятника по сравнению с первым случаем?

О: Частота колебаний увеличилась(или уменьшилась).

Вывод: Итак, мы на опыте убедились в том, что автоколебания есть незатухающие колебания. Эти незатухающие колебания и их частота определяется только параметрами самого колеблющегося тела.

Рекомендации: перед тем, как проводить эксперимент, необходимо определить  примерную величину завода, чтобы его хватило на 10-15 колебаний.

Опыт 1а. Запись гармонических колебаний.

Цель: продемонстрировать учащимся один из способов записи гармонических колебаний.

Оборудование: Штатив универсальный с муфтой и лапкой, ведерко металлическое с отверстием, песок, лист бумаги, тележка.

 

Ход работы:

Для того, чтобы провести этот эксперимент, нам понадобится установка, изображенная на рисунке.

Установим тележку так, чтобы наше ведерко оказалось у её края.

Засыпаем песок, отверстие закрываем пальцем и отводим его из положения равновесия.

Отпускаем ведерко и начинаем равномерно перемещать тележку. Ребята, обратите внимание на ведерко.

В: Какие колебания оно совершает?

О: Гармонические колебания.

В: Что мы таким образом получим?

О: Получим график колебаний.

Показываем график учащимся, они должны его зарисовать.

В: Ребята, какую форму имеет данное колебательное движение, график которого был нарисован на бумаге?

О: Форму синусоиды.

Вывод: Итак, мы увидели один из способов записи гармонических колебаний и убедились в том, что графиком движения является синусоида.

Рекомендации: для начала песок надо просеять. При получении картины, в данном случае синусоиды, можно обвести её цветными ручками или карандашами.

Опыт 2. Сдвиг по фазе.

Цель: продемонстрировать движение маятников в фазе, в противофазе.

Оборудование: Штатив универсальный – 2, муфта – 2, лапки – 2, 2 шарика на нити, пружина – 2, груз – 2.

 

Ход работы: Соберем установку, показанную на рисунке. Ребята, обратите внимание на маятники. Теперь отведем маятник от положения равновесия.

В: Каким образом надо отпустить маятники, чтобы они колебались в одной фазе?

О: Их надо отпустить одновременно.

В данном случаем маятники движутся в одной фазе. Продемонстрируем движение маятников в противофазе. Для этого отводим математические маятники в противоположные стороны. Обратите внимание на движение математических маятников. Отпускаем маятники одновременно.

В: Ребята, что вы наблюдаете? Каков характер движения маятников?

О: Математические маятники совершают колебательные движения, но уже в противофазе.

Проведем ту же демонстрацию, используя пружинные маятники, перемещая их по вертикали, оттягивая пружины маятников в противоположные стороны – одну вверх, другую вниз.

В: Ребята, обратите внимание на характер движения маятника. Что вы наблюдаете?