Характеристики волнового движения - МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ЗВУК - Поурочные разработки по программе А. В. Перышкина

Цели урока:

Ввести понятия длины волны, скорости распространения волны, частоты; учить решать задачи по данной теме.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания, повторение

- Что называется волнами?

- В чем заключается основное общее свойство бегущих волн любой природы?

- Что такое упругие волны?

- Какие волны называются продольными, поперечными?

- В каких средах они распространяются?

II. Новый материал

Переходя к изложению нового материала, следует заметить, что любой физический процесс всегда описывается рядом характеристик, значения которых позволяют более глубоко понимать содержание процесса. Волновые явления в упругих средах также имеют определенные характеристики.

К ним можно отнести скорость волны (v), длину волны (λ), 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 λ понимают то расстояние, которое проходит волна за время, равное периоду колебаний.

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

Представим графически волну как колебания, которые перемещаются в пространстве с течением времени (рис. 55). Длина волны: λ = 1000 м. Период колебаний: Т = 0,4 с. Скорость волны:

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

При этом упругие свойства среды не сказываются на частоте колебания частиц.

Лишь при переходе волны из одной среды в другую происходит изменение скорости и длины волны, а частота колебаний частиц остается по-прежнему постоянной.

- При какой частоте колебаний в вашей экспериментальной работе длина волны была больше? (При меньшей частоте.)

III. Упражнения и вопросы для повторения

- Что называют периодом волны? Частотой, длиной волны?

- Напишите формулу, связывающую скорость распространения волны с длиной волны и частотой или периодом.

- Как понять, что колебания происходят в одинаковых фазах, противофазах, со сдвигом фаз?

IV. Решение задач

Задача 1

Расстояние между ближайшими гребнями волны в море 20 м. С какой скоростью распространяется волна, если период колебаний частиц в волне 10 с? (Ответ: v = 2 м/с.)

Задача 2

Рыболов заметил, что за 5 с поплавок совершил на волнах 10 колебаний, а расстояние между соседними гребнями волн 1 м. Какова скорость распространения волн? (Ответ: v = 2 м/с.)

Задача 3

Частота колебаний в волне 10000 Гц, а длина волны 2 мм. Определить скорость волны.

Задача 4

Длина волны равна 2 м, а скорость ее распространения 400 м/с. Определить, сколько полных колебаний совершает эта волна за 0,1 с.

Задача 5

Мимо неподвижного наблюдателя, стоящего на берегу озера, за 6 с прошло 4 гребня волны. Расстояние между первым и третьим гребнями равно 12 м. Определить период колебания частиц волны, скорость распространения и длину волны. (Ответ: λ = 6 м; Т = 2 c; v = 3 м/с.)

Задача 6

Волна от катера, проходящего по озеру, дошла до берега через 1 мин., причем расстояние между соседними гребнями оказалось равным 1,5 м, а время между двумя последовательными ударами волн о берег - 2 с. Как далеко от берега проходил катер? (Ответ: l = 45 м.)

Домашнее задание

1. Выучить § 33;

2. Выполнить упражнение 28;

3. На рис. 56 поперечная волна движется влево. Определите направление движения точки А.