Беседа с классом.

Рассмотренный нами пример колебательного движения тела, скрепленного с пружиной, показывает, то такое движение происходит, если: 1) сила, действующая на тело в любой точке траектории, направлена к положению равновесия, а в самой точке равновесия равна нулю; 2) сила пропорциональна отклонению тела от положения равновесия.Именно такой силой является сила упругости.Значит ли это, что возможны гармонические колебания только под действием силы упругости? Нет. Всякая другая сила, удовлетворяющая условиям 1) и 2), заставляет тело совершать гармонические колебания. С одной такой колебательной системой, в которой действует не только сила упругости, мы и познакомимся.

Математическим маятником называется подвешенный к тонкой нити груз, размеры которого много меньше длины нити, а его масса много больше массы нити. Это значит, что тело и нить должны быть такими, чтобы груз можно было считать материальной точкой, а нить невесомой.

1.  Рассчитайте период колебаний маятника, если известно, что за 30 с он совершает 24 колебания.

2.             Выяснить, от чего зависит период колебаний тела, движущегося вблизи положения устойчивого равновесия.

Первым поставил и решил этот вопрос Г.Галилей. (Класс делится на 4 группы, и каждая группа получает карточки с заданиями).

Задание для 1 группы.

Вы работаете самостоятельно с учебником п.56 стр. 153-155. Нужно внимательно прочитать текст и ответить на вопросы: 1.Какая сила вызывает колебания маятника и чему она равна (см. стр. 154,рис.157).

2.В чем заключается сходство движений математического и пружинного маятников (см. стр.155)?

3.             Как вывести формулу периода колебания математического маятника?

4.             Каким образом доказать изменение периода колебания маятника, если уменьшить (увеличить) длину маятника в 4 раза?

Задание для 2 группы.

Выясните опытным путем, зависит ли период колебаний математического маятника от его массы.

Задание для 4 группы.

Выяснить, зависит ли период колебаний математического маятника от его длины.

Оборудование: штатив с муфтой, маятник произвольной длины, линейка, секундомер.

Карточка-задание'. измерьте время 20 колебаний маятника длиной 1 м, вычислите период колебаний; уменьшите длину маятника в 4 раза и определите период колебаний; уменьшите длину маятника в 9 раз и повторите эксперимент; результаты измерений и вычислений занесите в табл. 3.

Отчет групп о проделанной работе.

Первой отвечает группа 2: один из ее членов рассказывает о проведенном опыте и его итогах; второй записывает результаты на доске; третий формулирует вывод: период колебаний математического маятника от его массы не зависит.

Аналогично отчитываются группы 3 и 4.Их выводы: период колебаний математического маятника от амплитуды колебаний не зависит, но зависит от его длины: с увеличением длины возрастает период. Далее слово предоставляется учащимся 1 группы. Первый ученик, используя табличные данные, сравнивает отношения l ₁ / l ₂ и T ₁² /T ₂ ² и доказывает Т~√l, второй выводит на доске формулу Т=2π √ l/g  ;третий, пользуясь последней формулой, предсказывает, как должен измениться период, если длина маятника уменьшится в 4 раза; в 9 раз; затем он сравнивает теоретический прогноз и данные опыта 4 группы. Четвертый ученик поясняет, как возникает сила, вызывающая колебания маятника.

Закрепление.

1 .Какой из двух маятников разной длины колеблется с большей частотой? Почему?

2.Два шарика одинакового размера, один стальной, другой - деревянный;

подвешены они на нитях равной длины. Одинаковы ли периоды колебаний

этих маятников?

Д/з. п. 56.

Итоги урока.