"Тербелмелі қозғалыс"

Пәні

Физика

Сыныбы

Уақыты

9 сынып

Сабақтың тақырыбы

§24. Тербелмелі қозғалыс.

§25.Тербелмелі қозғалысты сипаттайтын негізгі шамалар.

Құзыреттілікке жеткізетін сабақтың мақсат-міндеттері

А) ақпараттық құзыреттілік

Ә) коммуникативтік құзыреттілік

Б) проблеманы шешу құзыреттілігі

А) Оқушылардың тербелмелі қозғалыс және тербелмелі қозғалысты сипаттайтын негізгі шамалар туралы білімдеріне сүйене отырып, жаңа тақырыпты оқушыларға түсіндіру, формулаларды пайдаланып есептер шығару. Формулалар мен анықтамаларды ажырата білу дағдыларын қалыптастыру.

Ә) Оқушылар игерген формулалар мен анықтамалар туралы алған түсініктерін пайдалана отырып, тербелмелі қозғалысты сипаттайтын негізгі шамаларды білуге машықтандыру.

Б) Такырып бойынша туындайтын әртүрлі проблемаларды анықтауға, дұрыс шешім қабылдауға, өз шешімінің нәтижесін бағалай білуге баулу.

Сабақтың типі

Жаңа материалды хабарлау

Сабақта қолданылатын педагогикалық

технологиялар

Баяндау, сұрақ-жауап, түсіндіру, практикалық

Сабақтың әдісі:

Түсіндіру, жазбаша, көрнекілік ,бағалау әдістері.

Пәнаралық байланыс:

Математика, география

Оқыту құралдары:

Компьютер, оқулық, слайд

Сабақтың барысы:

Оқытушының қызметі

Оқушының қызметі

Күтілетін нәтиже

І. Ұйымдастыру бөлімі

-амандасу, аудитория тазалығына назар аудару;

-түгендеу,

-оқу құралдарының дайындығын тексеру

-сабақтың мақсатын жариялау;

-амандасу,

-кезекшілік қызметтерін атқару,

-оқу құралдарын дайындау

Оқушы мен оқытушы арасында өзара түсінік қалыптасуы.

ІІ. Өткен материалды қайталау арқылы жаңа материалды қабылдауға дайындық.

Өткен материалды сұрақтар қою арқылы қайталайды.

1.Дене импульсінің анықтамасы , формуласы

2.Импульстің сақталу заңы

3.Энергияның түрлері

Қойылған сұрақтарға ойланып мұқият жауап береді.

1. Дене импульсі-дене массасы мен жылдамдығының көбейтіндісіне тең физикалық шама.

2. Импульстің сақталу заңы бойынша тұйық жүйедегі өзара әрекеттесетін денелердің импульстерінің қосындысы өзгермейді.

3.Энергияның 2 түрі бар.Потенциалдық және кинетикалық.

Кинетикалық энергия –қозғалыс салдарынан туындайтын энергия.

Потенциалдық энергия-денелердің өзара орналасуы бойынша анықталатын энергия.

-ойларын нақты түсіндірулері,қосымша ақпараттармен толықтырып өз пікірлерін айта білулері , дәлелдейді.

-сұраққа жауап беру арқылы өтен материалды қайталап еске түсірулері

-өз ойларын тыянақты айта білулері

ІІI. Жаңа материалды түсіндіру

- оқулықпен жұмыс:

Күнделікті өмірде біз тербелмелі қозғалыстар немесе жай ғана тебелістер деп аталатын қозғалыстармен жиі ұшырасамыз. Мәселен, жел соққан кезде талдың бұтақтары тербеледі, бір шеті қысқышқа бекітілген металл пластинаны майытырып тұрып жібере салса, ол да тербеліске түседі. Сол сияқты вертикаль күйінен ауытқыған әткеншек, бесік, қабырға сағатының маятнигі, серіппеге ілінген жүк, домбыра шегі, таразының тілі және т.б. тербеледі.

Бұл қозғалыстардың ұқсастығы сол, олардың барлығы қайталанып отыратынымен сипатталады: қандай да бір уақыт өткен соң, тербеліп тұрған дене бастапқы орнына үнемі қайта оралады.

Демек, тербелмелі қозғалысқа периодтылық тән. Қозғалыстың периодтылығы белгілі бір уақыт өткен соң дене орнының, яғни оның координатасының дәл немесе шамамен дәл қайталанып отыратынын білдіреді.

Сонымен, механикада тербелістер деп дененің бірдей уақыт аралығындағы дәлме- дәл немесе жуықтап қайталанып отыратын қозғалысын айтады.

Мәселен, планеталардың, Жердің жасанды серіктерінің орбита бойымен қозғалысы, сол сияқты сағат тілі ұшының, ұнтаспа дискілерінің қозғалысы тербелмелі қозғалыс тәрізді периодты болып табылады.

Дене қозғалысының сипаты бастапқы шарттар мен әрекететуші күшке тәуелді. Тербелмелі қозғалыс жасауы үшін денеге әрекет етуші күштер қандай шарттарды қанағаттандыру керек екенін қарастырайық. Тұрғы сызғышына болат серіппенің бір ұшын бекітіп, оның екінші ұшына жүк ілеміз. Жүкке әрекет ететін F_a ауырлық күшімен F_c cерпімділік күші (76-сурет) модульдері жағынан тең, ал ағыттары жағынан қарама-қарсы болған жағдайда жүк тыныштық күйде болады:

Дененің оған әрекет етуші күштер векторларының қосындысы нөлге тең болған кездегі күйін тепе-теңдік күй деп атайды.(77, а-сурет).

Жүкті тепе-теңдік күйден шығарып төмен ығыстырғанда (77 ә-сурет), серіппе деформациясының ұлғаюы салдарынан

F_c серпімділік күші артады, ал

F_a ауырлық күші өзгеріссіз қалады. Бұл күштерге тең әрекетті F күші тепе-теңдік күйге қарай жоғары бағытталған(77 б-сурет).

Егер жүкті тепе-теңдік күйден жоғары көтеріп (77 в -сурет), сонан соң жібере салса, онда ол төмен қарай бағытталған

F

Теңәрекетті күшінің әрекетінен тепе-теңдік күйге дейін үдей қозғалады(77 г-сурет). Тепе-теңдік күйден өткеннен кейін

F

Теңәрекетті күш жоғары бағытталып, жүкті тежейді де, а үдеу векторы бағытын қарама-қарсы жаққа өзгертеді. Ең төменгі нүктеде жүк тоқтайды да( 77 е -сурет), жоғары қарай үдеумен қозғалып, тепе-теңдік күйіне жетеді. Содан соң одан өтіп, үдеумен төмен қарай қозғала бастайды. Осылайша процесс периодты түрде қайталанады. Мұндағы теңәрекетті күш жүкті траекторияның кез-келген нүктесінде теп-теңдік күйге ьаытта отырады. Сөйтіп серіппеге ілінген жүкті бастапқы тепе-теңдік күйіне қайтарушы F күші сығылған немесе созылған серіппенің спімділік күші болып табылады. Ол дененің тепе-теңдік күйден ауытқу шамасына тәуелді.

Дененің тепе-теңдік күйден ауытқуын ығысу деп атайды.Ығысуды х әрпімен белгілейді. Гук заңы бойынша серпімділік күші ығысуға пропорционал және ол мынанған тең:

F= -kx

Ығысуға пропорционал және оған қарама-қарсы бағытталған күштің әрекетінен болатын механикалық тербелістер гармоникалық тербелістер деп аталады.

Тербелмелі қозғалыс пайда болуы үшін мына шарттар орындалуы қажет: денені теп-теңдік қалпынан шығарған кезде оны бастапқы күйіне қайтаратын күш болуы керек. Біз қарастырған мысалда жүкті жоғарғы не төменгі шеткі нүктелерде тепе-теңдік қалыпқа қарай бағыттайтын серпіпділік күші болып табылады. Үйкеліс мейлінше аз болуы керек. Өйткені үйкеліс әр уақытта қозғалысқа қарама-қарсы бағтталатындықтан, ол тербелістің өшуіне себепші болады.

Жаңа сабақты зиін қойып тындайды.

Даптерлеріне қысқаша конспекта жасайды.

Механикалық тербелістердің физикалық процесс ретіндегі жалпы белгісі қозғалыстың белгілі уақыт аралығында қайталанып отыруы болып табылады. Дене қозғалысы толығымен қайталанып отыратын ең аз уақыт аралығын (интервалын) тербеліс периоды деп атайды. Басқаша айтқанда ,тербеліс периоды дегеніміз - бір толық тербеліс жасаға кеткен уақыт Тербеліс периоды секунтпен (с) өлшенеді және оны Т әрпімен белгілейді.

Дене қайсыбір нүктеден шыып, сол нүктеге оралғандағы қозғалыс процесі бір циклді береді. Мысалы дененің шеңбер бойымен бір айналым жасауын бір цикл дейміз.

Бірлік уақыт ішіндегі тербелістер саны тербеліс жиілігі деп аталады.

Жиіліктің гректің v әрпімен белгіленетінін сендер білесіңдер. Тербелмелі қозғалыс жиілігінің өлшем бірлігіне с ішінде толық бір тербеліс жасайтындай тербелістің жиілігі алынады. Бұл бірлік неміс ғалымы Генрих Герцтің құрметіне герц (Гц) деп аталған:

1Гц=1с^-1.

Тәжірибеде килигерц (кГц), мегагерц (МГц) сияқты еселі бірліктер пайдаланылады.

Егер дене t с ішінде n тербеліс жасаса, онда v тербеліс жиілігі v= болады, ал Т тербеліс периоды T= . Тербеліс периды мен тербеліс жиілігі арасында қарапайым байланыстың бар екені өздеріне §7-тан белгілі, яғни жиілік периодқа кері шама, ал период жиілікке кері шама:

v= T=

Тербелмелі қозғалысты сипаттайтын келесі бір негізгі шама- амплитуда. Тербеліс амплитудасы деп дененің тепе-теңдік күйінен ең үлкен ығысуының мәнін айтады.

Амплитуда А әрпімен белгіленеді, яғни А=x_max.

Қозғалыстың басқа түрлері сияқты тербелмелі қозғалысты да жылдамдық пн үдеу ақылы сипаттауға болады. Алайда тербелмелі қозғалыс кезінде бұл шамалар нүктеден - нүктеге өткен сайын өзгеріп отырады. Мысалы, тербеліп тұрған дененің жылдамдығы тепе-теңдік күйінен ең үлкен ауытқу нүктесінде (x_max=A және x_max=-A болғанда) нөлге тең, ол нүктелерде дене тоқтайы да қарама-қарсы бағытта қозғала бастайды. Ал дене тепе-теңдік күйінен өткен(х=0) кезде оның жылдамдығы ең үлкен мәнге ие болады. Үдеу, керісінше, дене тепе-теңдік күйінен өткенде 0-ге тең болады. Өйткені, бұл нүктеде күш 0-ге тең. Теп-теңдік күйінен ең үлкен ауытқуға сәйкес келетін нүктелерге ( x_max=A және x_max= -A) үдеудің шамасы ң үлкен мәнге жетеді, себебі бұл нүктелерде серпімділік күші ең үлкен мәнг ие.

Тербелмелі қозғалыс кезіндегі жылдамдық пен үдеу периодты түрде өзгеріп отырады, яғни әрбір Т период өткен сайын жылдамдық пен үдеу векторларының бағыты мен модулі қайталанады.

Механикалық тербелістер кезіндегі дене қозғалысының сипаттамалары туралы көрнекі түсінік қалыптасуы үшін мынадай тәжірибе жасауға болады. Серіппеге ілінген жүкке бояуға батырылған қылқаламды бекітіп, оның алдына қылқаламның ұшы тиіп тұратындай етіп ақ қағаз парағын ұстаймыз. Жүк тербеліс жасаған кезде қағазды тұрақты жылдамдықпен горизонталь бағытта жылжытамыз. Сонда қылқалам қағаз бетінде үздіксіз сызық түрінде із қалдырады. ( 78-сурет)

Егер жүктің тербелісін тоқтатып, оны тепе-теңдік күйіне келтірсек, содан кейін парақты қайтадан қылқалам ұшының алдында горизонталь сызық түрінде із қалдырады. Егер осы түзуді абциссалар осінің бойына қағаз парағының бірқалыпты қозғалысы басталған мезеттен бері өткен уақытты салуға болады, ал жүк тербелген кезде парақ бетінде қалған із тербелістегі жүктің х координатасының t уақытқа тәуелділігінің графигін береді. 79-суретте жүктің В және С нүктелері арасындағы тербелісі көрсетілген.

Оқулықтары мен дәптерлерін ашып, сабаққа бар зейіндерін аударуы.

-мұғалімнің айтқанын мұқият тыңдауы.

-тербелістерге өмірден мысал келтіре білулері

-тербелістің , периодтың анықтамаларын білулері

Дененің оған әрекет етуші күштер векторларының қосындысы нөлге тең болған кездегі күйін тепе-теңдік күй деп атайтынын

Тербеліс амплитудасы деп дененің тепе-теңдік күйінен ең үлкен ығысуының мәнін айтатынын

Ығысуға пропорционал және оған қарама-қарсы бағытталған күштің әрекетінен болатын механикалық тербелістер гармоникалық тербелістер деп аталатынын

Дененің тепе-теңдік күйден ауытқуын ығысу деп атайтынын.Ығысуды х әрпімен белгіленетінің

Формуласы

F= -kx

болатынын білулері

IV. Жаңа білімді бекіту

Оқушылардың жұмыстарына басшылық етеді. Әрекетті жоспарлап мақсат қояды. Оқушыларға сұрақтар қояды.Есептер шығартады.

№1

Камертонның жиілігі 440 Гц болса, 5 с-та қанша тербеліс жасайды?

№3

Берілген өлшем бірліктерінен тербеліс өлшем бірліктерін тап:

См, Гц, м³, м/с, кГц ,Н, МГц

Оқушылар есептерді мұқият тыңдап ойланып жауап береді.

Бер: Талдау: ш: =440*5=2000

=440 Гц

t =5 c

Т/к n -?

№2

Бер: ХБЖ: Талдау:

Шешуі:

№3

Гц; кГц; МГц:

Қажеттілігіне қарай ақпаратты іріктей білулері, қолданулары;

-Проблеманы өз білімі арқылы шешуге дағдылануы,

-Бар назарларын сабаққа аударуы.

Жаңа тақырыпты қабылдай отырып, формулаларды естеріне сақтаулары.

Тербелістің өлшем бірліктерін дұрыс табуы;

V. Үйге тапсырма.

Қорытындылау

Үйге тапсырма орындалу жолын түсіндіру арқылы беріледі.

-жаңа өтілген тақырыпты,яғни §24. Тербелмелі қозғалыс.

§25.Тербелмелі қозғалысты сипаттайтын негізгі шамалар оқу. Тақырып сонындағы сұрақтарға жауап беру

Сұрақтарға берілген жауаптардың нәтижелері бойынша сабаққа қатысқан оқушылардың өз бетімен жаңа материалды оқып үйрену оны жеткізе білуін ескере отырып сабақтағы жауабын бағалайды.

Үйге берілген тапсырманы мұқият тыңдап , күнделікке жазып алады.

§24. Тербелмелі қозғалыс.

§25.Тербелмелі қозғалысты сипаттайтын негізгі шамалар оқу. Тақырып сонындағы сұрақтарға жауап беру.

Өтілген сабақ бойынша оқытушыға жауап беру арқылы білімін бекітеді, тақырыпты меңгереді.

§24. Тербелмелі қозғалыс.

§25.Тербелмелі қозғалысты сипаттайтын негізгі шамалар тақырыптарын меңгереді.

Берілген тапсырмаларды орындау арқылы білімдерін қорытындылайды