Н.А.Кормаков Ф И З И К А 7-9 классыkormakov.ru › uroki › 9-klass ›...

Н.А.Кормаков Ф И З И К А 7-9 классы

БЛОК-3 МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ Страница 1

9 – класс

МЕХАНИКА

БЛОК – 3

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

№/№

Содержание Стр. №

Параграф учебника*

Устный контроль

ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ (ОК)

ОК-9.3.16** Механические колебания 2 §23 1 – 4

ОК-9.3.17 Характеристики колебательного движения

6 §24 5 - 7

ОК-9.3.18 Превращение энергии 10 §25,26,27 8 – 17

ОК-9.3.19 Механическая волна 15 §28,29 18 – 22

ОК-9.3.20 Звук 20 §30,31,32 23 – 28

ТЕСТЫ для САМОКОНТРОЛЯ (ТСК) и УПРАЖЕНЕНИЯ (16-20)

ТСК-9.3.16 Механические колебания 3

ТСК-9.3.17 Характеристики колебательного движения

7

ТСК-9.3.18 Превращение энергии 11

ТСК-9.3.19 Механическая волна 16

ТСК-9.3.20 Звук 21

Повторим теорию! 26 ЛИСТ -3

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ (КР) №5

КР – 9.5.1-4 Контрольная работа №5 27

*-учебник «Физика – 9 класс – А.В.Перышкин» ** - 9.3.16 – цифра 9- класс; цифра 3 – номер блока; цифра 16 –номер по порядку



МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

1.Колебательное движение – движение, при котором тело поочередно смещается то в одну, то в другую сторону.

1657г. Гюйгенс – часы!

Вредное действие – 80% поломок!

2.Периодические колебания – если движения повторяются точно.

3.Маятник – твёрдое тело, совершающее под действием приложенных сил колебания около

неподвижной точки или вокруг оси ( пружинный и нитяной)

4.Свободные колебания – колебания, в системе под действием внутренних сил, после

того как система была выведена из положения равновесия (колебания груза на пружине или на нити)

5.Условия возникновения свободных колебаний 1. при выведении тела из положения равновесия 𝑻

в системе должна возникнуть сила, стремящаяся вернуть его в положение равновесия. - пружинный маятник - сила упругости

- нитяной маятник – равнодействующая между 𝑭

силой тяжести и силой натяжения нити. 𝑭 тяж 2.Силы трения в системе - малы

6. Гармонические колебания – периодические изменения физической величины в

зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса X X

t t

7.Математический маятник – материальная точка, подвешенная на невесомой

нерастяжимой нити и совершающая движение в вертикальной плоскости под действием силы тяжести

- маятник часов, - автомобиль на рессорах, - крылья птиц, - корабль на волнах, - ветви деревьев, - груз на ните или пружине, - струна и т.д.

- сортировочные машины, - вибрационные машины, - вибролитьё, - виброрезание и т.д.

ОК – 9.3.16



ТЕСТЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

ТСК – 9.3.16

Механические колебания

1.Родители решили покачать малыша на качелях. Папа встал сзади, за качелями, а мама впереди. Папа приподнял качели и отпустил. Какое движение совершат качели за время одного полного колебания? 1) От папы до положения равновесия 2) От папы до мамы 3) От папы до папы 4) Среди ответов нет правильного 2.При свободных колебаниях шар на нити проходит путь от крайнего левого положения до положения равновесия за 0,1 с. Каков период колебаний шара? 1) 0,1 с 3) 0,3 с 2) 0,2 с 4) 0,4 с

3.За какую часть периода Т шарик математического маятника проходит путь от крайнего левого положения до положения равновесия? 1) Т 3) Т/4 2) Т/2 4) Т/8

4.За какую часть периода Т шарик математического маятника проходит путь от крайнего левого положения до крайнего правого положения? 1) Т 3) Т/4 2) Т/2 4) Т/8 5.Амплитуда свободных колебаний тела равна 0,5 м. Какой путь прошло это тело за три периода колебаний?

1) 6 м

2) 3 м

3) 1,5 м

4) 0 м

6.Амплитуда свободных колебаний тела равна 0,5 м. Какой путь прошло это тело за пять периодов колебаний?

1) 10 м

2) 2,5 м

3) 0,5 м

4) 2 м



7 . Определите период колебаний поршня двигателя автомобиля, если за 30 с поршень совершает 600 колебаний.

1) 0,05 с

2) 0,5 с

3) 10 с

4) 20 с 8.Частота колебаний напряжения в электрической цепи России равна 50 Гц. Определите период колебаний.

1) 0,01 с 3) 5 с

2) 0,02 с 4) 50 с 9.При измерении пульса человека было зафиксировано 75 пульсаций крови за 1 мин. Определите частоту сокращения сердечной мышцы.

1) 0,8 Гц 3) 1,25 Гц

2) 1 Гц 4) 75 Гц 1 0 . Сколько полных колебаний совершит материальная точка за 5 с, если частота колебаний 440 Гц?

1) 22 3) 440

2) 88 4) 2200



УПРАЖНЕНИЕ 16 Механические колебания

16.1. Какие колебания из следующих примеров будут свободными? а) колебание маятника часов; б) колебание троллейбусных проводов после проезда троллейбуса; в) колебание тронутой гитарной струны; г) колебание крыльев колибри; д) колебание голосовых связок при речи и пении; е) колебание языка колокола при толчке. 16.2.Опишите характер движения маятника (см.рис.), заполнив следующую таблицу:

Как Как меняется Как меняется меняется величина величина

№ Движения величина силы, скорости ускорения п/п маятника движущей движения движения

маятник маятника маятника

1 От В до А 2 От А до С 3 От С до А 4 От А до В



ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

х Хм

t T

1.Колебания маятников в одинаковых фазах 1 2 1 2

2.Колебания маятников в противоположных фазах 1 2

1 2

Амплитуда колебаний (Xм) - модуль наибольшего смещения колеблющегося тела от положения равновесия

Период (𝑻) – время одного полного колебания

𝑻 = 𝒕

𝒏− 𝑐 ; n – число колебаний

Частота (𝝂) – число колебаний в единицу времени

𝝂 = 𝟏

𝑻−

1

𝑐− Гц (Герц)

Фаза колебаний - физическая величина, определяющая величину смещения тела в данный момент времени

Т = 𝟐𝝅 𝒍

𝒈 - период колебаний математического маятника

ОК – 9.3.17

Т = 𝟐𝝅 𝒎

𝒌 - период колебаний пружинного маятника



ТСК – 9.3.17

Характеристики колебательного движения

1. Выберите верное(-ые) утверждение(-я). А: колебания называются гармоническими, если они происходят по закону синуса Б: колебания называются гармоническими, если они происходят по закону косинуса 1) Только А 3) И А, и Б 2) Только Б 4) Ни А, ни Б 2. На рисунке представлена зависимость координаты центра шара, подвешенного на пружине, от времени. Амплитуда колебаний равна 1) 10 см 2) 20 см 3) - 10 см 4) - 20 см

3. На рисунке показан график колебаний одной из точек струны. Согласно графику, амплитуда колебаний равна 1) 1 * 10-3м 2) 2 * 10-3м 3) 3 * 10-3м 4) 4 * 10-3м 4. На рисунке представлена зависимость координаты центра шара, подвешенного на пружине, от времени. Период колебаний равен 1) 2 с 2) 4 с 3) 6 c 4) 10 c 5. На рисунке показан график колебаний одной из точек струны. Согласно графику, период этих колебаний равен 1) 1 * 10-3 с 2) 2 * 10-3 с 3) 3 * 10-3 с 4) 4 * 10-3 с

4) 10 с



6. На рисунке представлена зависимость координаты центра шара, подвешенного на пружине, от времени. Частота колебаний равна 1) 0,25 Гц 3) 2 Гц 2) 0,5 Гц 4) 4 Гц 7.На рисунке показан график колебаний одной из точек струны. Согласно графику, частота этих колебаний равна 1) 1000 Гц 2) 750 Гц 3) 500 Гц 4) 250 Гц

8. На рисунке представлена зависимость координаты центра шара, подвешенного на пружине, от времени. Какой путь пройдет шар за два полных колебания? 1) 10 см 2) 20 см 3) 40 см 4) 80 см 9. На рисунке представлена зависимость координаты центра шара, подвешенного на пружине, от времени. Эта зависимость является 1) функцией синуса 2) функцией косинуса 3) линейной функцией 4) квадратичной функцией 10. На рисунке показан график колебаний одной из точек струны. Этот график соответствует 1) функции синуса 2) функции косинуса 3) линейной функции 4) квадратичной функции



УПРАЖНЕНИЕ 17 Характеристики колебательного движения

17.1. Груз, колеблющийся на пружине, за 10с совершил 35 колебаний. Найдите период и частоту колебаний груза. 17.2.Маятник за 1 мин совершил 300 колебаний. Чему равен период колебаний маятника? Какова частота колебаний? 17.3.Материальная точка колеблется с частотой ν = 30 кГц. Определите период колебаний точки и число колебаний в минуту. 17.4.Период колебаний крыльев стрекозы 5 мс. Муха машет крылышками с частотой 600 Гц. Какое насекомое делает больше взмахов крыльями за 1 мин? На сколько больше? 17.5.За нектаром пчела летит со скоростью v1 = 8 м/с и машет крылышками с частотой v1 = 440 Гц. Обратно, неся нектар, она летит со скоростью v2 = 5 м/с, и ее крылья ко-леблются с частотой v2 = 320 Гц. Расстояние от улья до цветочного поля s = 600 м. При полете в каком направлении пчела сделает больше взмахов крыльями и на сколько? 17.6.Точка на натянутом проводе колеблется с частотой 1 кГц. Амплитуда колебаний точки 1 мм. Какой путь пройдет точка за 0.2 с? (Колебания считать незатухающими). 17.7.Два одинаковых грузика на одинаковых пружинах колеблются по вертикали с одинаковыми периодами. Второй маятник начинает колебаться с опозданием: 1)на период; 2)на полпериода. В каких фазах колеблются маятники? Как направлены скорости этих маятников относительно друг друга в любой момент времени? 17.8.На рисунке 1 приведен график колебаний. Каковы амплитуда, период и частота колебаний? 17.9.Сравните амплитуды, периоды и частоты колебаний, графики которых приведены на рисунке 2.

Рис.1 Рис.2



ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ ПРИ КОЛЕБАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ

т.1 𝐸К = 0; 𝐸𝑃 = 𝑚𝑔ℎ; 𝑬ПОЛНАЯ = 𝑬𝑷

т.2 𝐸К =𝑚𝑉2

2; 𝐸𝑃 = 0; 𝑬ПОЛНАЯ = 𝑬К

1 3 h т.3 𝐸К = 0; 𝐸𝑃 = 𝑚𝑔ℎ; 𝑬ПОЛНАЯ = 𝑬𝑷 2

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ

– колебания, совершаемые под внешним воздействием (игла швейной машины) x FТР1< FТР2

FТР2

ν

Полная механическая энергия в положении равновесия и в крайних точках равна либо максимальной потенциальной энергии, либо максимальной кинетической

энергии.

Резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении частоты изменения внешней силы, действующей на систему, с частотой свободных колебаний

называется РЕЗОНАНСОМ

ПРИМЕРЫ: 1.Раскачивание качелей 2.Дребезжание окон БОРЬБА: 1.Двигатели,станки,прессы устанавливают на резиновые амортизаторы 2.Солдаты – мост – «не в ногу!» 3. Строительство мостов, самолетов, ракет, зданий. ФАКТЫ: 1.разрушение крейсера «Жанна д.Арк» 2.Разрушение моста над Лаурой 3.1905г. –СПБ – разрушен Египетский мост

ОК – 9.3.18



ТСК – 9.3.18

Превращение энергии

1.На гладком горизонтальном столе находится пружина, один конец которой соединен с шариком, а другой прикреплен к стене. Для начала колебаний шарика пружину растягивают. Какую энергию сообщают при этом колебательной системе? 1) Кинетическую энергию 2) Потенциальную энергию тела поднятого над землей 3) Потенциальную энергию упругой деформации 4) Внутреннюю энергию

2.Груз на нити совершает свободные колебания между точками 1 и 3. В каком положении скорость груза будет максимальной? 1 ) В точке 2 2) В точках 2 и 3 3) В точках 1 , 2, 3 4) Ни в одной точке

3. Груз, подвешенный на пружине, совершает свободные колебания между точками 1 и 3 (см. рисунок). В каком(-их) положении(-ях) скорость груза будет минимальна? 1 ) В точке 2 2) В точках 1 и 3 3) В точках 1 , 2, 3 4) Ни в одной из этих точек

4.Груз, подвешенный на пружине, совершает свободные колебания между точками 1 и 3 (см.рисунок). В каком(-их) положении(-ях) кинетическая энергия груза будет максимальна? 1 ) В точке 2 2) В точках 1 и 3 3) В точках 1 , 2, 3 4) Ни в одной из этих точек

5.При свободных колебаниях математического маятника максимальное значение его потенциальной энергии 5 Дж. Чему равна полная энергия колебаний? 1 ) 0 Дж 2) 2,5 Дж 3) 5 Дж 4) 1 0 Дж 6.Свободные колебания пружинного маятника постепенно прекращаются. Какая сила приводит к уменьшению амплитуды колебаний? 1) Сила тяжести 2) Сила упругости 3) Сила трения и сила сопротивления воздуха 4) Сила реакции опоры



7. С какой скоростью проходит груз пружинного маятника, имеющий массу 0,1 кг, положение равновесия, если жесткость пружины 40 Н/м, а амплитуда колебаний 2 см? 1) 0,1 м/с 3) 4 м/с 2) 0,4 м/с 4) 10 м/с 8.Амплитуда малых свободных колебаний пружинного маятника 4 см, масса груза 400 г, жесткость пружины 40 Н/м. Максимальная скорость колеблющегося груза равна

1) 0,4 м/с 3) 4 м/с

2) 0,8 м/с 4) 16 м/с 9.Амплитуда колебаний пружинного маятника 0,04 м, масса груза 0,4 кг, жесткость пружины 40 Н/м. Полная механическая энергия пружинного маятника равна

1) 0,016 Дж 3) 0,4 Дж

2) 0,032 Дж 4) 0,8 Дж 10. Полная механическая энергия пружинного маятника увеличилась в 2 раза. Во сколько раз изменилась амплитуда колебаний? 1) Увеличилась в 2 раза

2) Увеличилась в 2 раз 3) Уменьшилась в 2 раза

4) Уменьшилась в 2раз 11.Вынужденными являются колебания 1) груза на нити в воздухе 2) маятника в часах 3) качелей 4) иглы швейной машины 12.Вынужденные колебания происходят под действием 1) силы тяжести 2) силы трения 3) периодически изменяющейся силы 4) силы сопротивления воздуха 13.Вынужденные колебания являются 1) затухающими 2) незатухающими 3) свободными 4) среди ответов нет правильного 14.Явление резонанса может наблюдаться в 1) любой колебательной системе 2) системе, совершающей свободные колебания 3) автоколебательной системе 4) системе, совершающей вынужденные колебания



15.Резонансная частота колебательной системы зависит от А: амплитуды вынуждающей силы Б: частоты вынуждающей силы Верно(-ы) утверждение(-я) 1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б 16.Примером вредного проявления резонанса может быть А: сильное раскачивание железнодорожного вагона Б: сильное раскачивание кораблей на волнах Верно(-ы) утверждение(-я) 1) только А 3) и А, и Б 2) только Б 4) ни А, ни Б 17.Примером полезного проявления резонанса может быть А: дребезжание стекол в автобусе Б: постепенное раскачивание тяжелого языка колокола Верно(-ы) утверждение(-я) 1) только А 3) и А, и Б 2) только Б 4) ни А, ни Б 18. На рисунке представлен график зависимости амплитуды А вынужденных колебаний от частоты v вынуждающей силы. Резонанс происходит при частоте 1) 0 Гц 2) 10 Гц 3) 20 Гц 4) 30 Гц 19. На рисунке представлен график зависимости амплитуды А вынужденных колебаний от частоты v вынуждающей силы. При резонансе амплитуда колебаний равна 1) 1 см 2) 4 см 3) 6 см 4) 10 см 20. Период собственных вертикальных колебаний железнодорожного вагона равен 1,25 с. На стыках рельсов вагон получает периодические удары, вызывающие вынужденные колебания вагона. При какой скорости поезда возникнет резонанс, если длина каждого рельса между стыками 25 м?

1) 20 м/с 3) 63 м/с

2) 31,25 м/с 4) 72 м/с



УПРАЖНЕНИЕ 18 Превращение энергии

18.1.Сколько раз за период колебания маятника потенциальная энергия переходит в кинетическую и, наоборот, кинетическая – в потенциальную? 18.2.В какие моменты кинетическая энергия колеблющегося маятника равна его потенциальной энергии? 18.3.Определите высоту подъема металлического шара, подвешенного на нити, если скорость его движения через положение равновесия равна 140 см/с. 18.4.Маятник длиной 1 м качается так, что угол наибольшего отклонения его равен 30°. В момент прохождения им положения равновесия нить его зацепилась за гвоздь на середине ее длины. Определите наибольший угол отклонения укороченного маятника. 18.5.Чтобы автомобиль выехал из ямы с грязью, его раскачивают, ритмично толкая в одном направлении. В какие моменты надо толкать машину? 18.6.Каждый спортсмен, прежде чем начать прыгать на батуте, раскачивает его в определенном ритме. От чего зависит эта частота? 18.7.Период собственных вертикальных колебаний вагона Т = 0,6 с, а длина рельса l = 15 м. При какой скорости движения поезда амплитуда вертикальных колебаний вагона будет наибольшей? 18.8.Шарик колеблется на пружине жесткостью 50 Н/м с максимальной скоростью 1 м/с и амплитудой колебаний 6 см. Какова масса шарика? 18.9. Два одинаковых груза колеблются на пружинах. Первый груз колеблется на пружине, имеющей жесткость в 5 раз большую, чем жесткость второй пружины, на кото-рой колеблется второй груз. Какую из пружин надо растянуть больше и во сколько раз, чтобы в момент прохождения положения равновесия скорости грузов были одинаковыми?



МЕХАНИЧЕСКАЯ ВОЛНА

это процесс распространения колебаний в упругой среде, который сопровождается передачей энергии колеблющегося тела от одной точки упругой среды к другой 1.Поперечная волна – если частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волн луч λ

(волна вдоль шнура)

2.Продольная волна – если колебания частиц среды происходит в направлении распространения волны луч

(звуковые волны, волна на воде)

3.Длина волны (λ) – расстояние между ближайшими друг другу точками, колеблющимися одинаково Скорость распространения волны равна произведению длины волны на частоту колебаний

ОК – 9.3.19

𝑽 = 𝝀𝝂

Поперечные волны могут возникать и распространяться только в твердых средах, так как для возникновения поперечной волны требуется

деформация сдвига, а она возможна только в твердых телах.

Продольные волны могут возникать и распространяться в любой среде (твердой, жидкой, газообразной), так как для возникновения

продольной волны необходима деформация сжатия или растяжения.



ТСК – 9.3.19

Механическая волна

1. В какой среде не могут распространяться механические волны? 1) В твердых телах 3) В газах 2) В жидкостях 4) В вакууме 2.Какие волны нельзя отнести к механическим волнам? 1) Волны на поверхности воды 2) Звуковые волны 3) Электромагнитные волны 4) Упругие волны 3.Выберите верное(-ые) утверждение(-я). А: в бегущей волне происходит перенос энергии Б: в бегущей волне происходит перенос вещества 1) Только А 3) И А, и Б 2) Только Б 4) Ни А, ни Б 4.Поперечной называют такую волну, в которой частицы 1) колеблются в направлении распространения волны 2) колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны 3) движутся по кругу в плоскости, параллельной направлению распространения волны 4) движутся по кругу в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны 5.В каких направлениях движутся частицы среды при распространении продольных механических волн?

1) По направлению распространения волны

2) В направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны

3) В направлении противоположном направлению распространения волны

4) По направлению и противоположно направлению распространения волны 6.В каких направлениях совершаются колебания в поперечной волне?

1) Во всех направлениях

2) Вдоль направления распространения волны

3) Перпендикулярно направлению распространения волны

4) И по направлению распространения волны, и перпендикулярно распространению волны 7.Какие волны являются волнами сдвига?

1) Продольные

2) Поперечные

3) Электромагнитные

4) Все выше перечисленные волны



8.Какие волны являются волнами сжатия и разрежения?

1) Продольные

2) Поперечные

3) Электромагнитные

4) Все выше перечисленные волны 9.В какой среде могут распространяться упругие поперечные волны?

1) В твердых телах

2) В жидкостях

3) В газах

4) В вакууме 10. В какой среде могут распространяться упругие продольные волны? 1) Только в твердых телах 2) Только в жидкостях 3) Только в газах 4) В твердых телах, жидкостях и газах 11.Мимо неподвижного наблюдателя за 20 с прошло 8 гребней волны. Определите период колебаний частиц волны. 1) 5 с 3) 160 с 2) 0,4 с 4) 2,5 с 12.Мимо неподвижного наблюдателя за 10 с прошло 5 гребней волны. Определите частоту колебаний частиц волны. 1) 0,5 Гц 3) 2 Гц 2) 1 Гц 4) 5 Гц 13.Волна с периодом колебаний 0,5 с распространяется со скоростью 20 м/с. Длина волны равна 1) 10 м 3) 0,025 м 2) 40 м 4) 5 м 14.Волна с частотой 4 Гц распространяется по шнуру со скоростью 8 м/с. Длина волны равна 1) 0,5 м 3) 2 м 2) 32 м 4) 1 м 15.Волна частотой 6 Гц распространяется в среде со скоростью 3 м/с. Длина волны равна 1) 1 м 3) 0,5 м 2) 2 м 4) 18 м



16. По поверхности воды распространяется волна. Расстояние между ближайшими «горбом» и «впадиной» 2 м, между двумя ближайшими «горбами» 4 м, между двумя ближайшими «впадинами» 4 м. Какова длина волны?

1) 2 м 3) 6 м

2) 8 м 4) 4 м 17.Расстояние между ближайшими гребнями волн в море 8 м. Каков период ударов волн о корпус лодки, если их скорость 4 м/с?

1) 0,5 с 3) 12 с

2) 2 с 4) 32 с 18.Расстояние между ближайшими гребнями волн в море 10 м. Какова частота ударов волн о корпус лодки, если их скорость 3 м/с?

1) 0,3 Гц 3) 7 Гц

2) 3,3 Гц 4) 13 Гц 19.Мимо неподвижного наблюдателя за 20 с прошло 5 гребней волн, начиная с первого, со скоростью 4 м/с. Какова длина волны?

1) 4 м 3) 16 м

2) 5 м 4) 20 м 20. Учитель продемонстрировал опыт по распространению волны по длинному шнуру. В один из моментов времени форма шнура оказалась такой, как показано на рисунке. Скорость распространения колебания по шнуру равна 2 м/с. Частота колебаний равна

1) 50 Гц 3) 1 Гц

2) 0,25 Гц 4) 4 Гц



УПРАЖНЕНИЕ 19

Механические волны 19.1.Для контроля качества алюминиевых отливок применяется генератор ультразвука. Какова длина волны, возбуждаемой им в отливке при частоте 10 МГц, если скорость звука в алюминии 5100 м/с? 19.2.Волна распространяется со скоростью 300 м/с, частота колебаний 260 Гц. Определите расстояние между соседними точками, находящимися в одинаковых фазах. 19.3.Какова частота ударов морских волн о корпус лодки, если скорость распространения волн 3 м/с, а расстояние между ближайшими гребнями волн в море 5 м? 19.4.Морские волны распространяются со скоростью 5 м/с, расстояние между соседними гребнями 2 м. Найдите период и частоту колебаний бакена. 19.5.За время наблюдения 15 с прошло 6 гребней волн. Каков период колебаний частиц воды? 19.6.За 10 с буй совершил на волнах 20 колебаний, расстояние между соседними гребнями волн 1,2 м. Найдите скорость распространения волн. 19.7.По озеру прошел катер. Волна от него дошла до берега за 1,5 мин, расстояние между соседними гребнями 2 м, а время между двумя последовательными ударами волн о берег — 3 с. Определите расстояние от берега до катера. 19.8.В полный штиль с корабля уронили мешок с песком. Гуляющие на набережной заметили, что волна дошла до берега за 50 с, расстояние между соседними гребнями волн 0,5 м, и за 5 с было 20 ударов о набережную. Как далеко от берега находился корабль?



З В У К

-колебания среды, воспринимаемые органом слуха.

Звуковые волны делятся:

Звуковая волна – продольная в жидкостях и газах Звуковая волна – продольная и поперечная в твёрдых телах

Скорость звука зависит от упругих свойств среды и от температуры

Музыкальный тон – звук, передаваемый гармонически колеблющимся телом

У каждого тона (до, ре, ми, фа, соль, ля, си) своя частота и длина волны

Шум – это хаотическая смесь тонов

Характеристики звуковой волны

1.Громкость звука – определяется амплитудой звуковых колебаний

тихий звук громкий звук 2.Высота звука – частота звуковых колебаний (чем больше частота, тем выше звук) низкий тон высокий тон

3.Эхо – отражение звуковой волны от препятствий

Инфразвук ниже 𝟐𝟎 Гц 𝟐𝟎 Гц ÷ 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎 Гц

Слышимый звук выше 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎 Гц

Ультразвук

Воздух - 331 м/с ( t=0оС) Вода – 1400 м/с Сталь – 5000 м/с

ОК – 9.3.20



ТСК – 9.3.20

Звук

1.Обязательными условиями возбуждения звуковой волны являются А: наличие источника колебаний Б: наличие упругой среды В: наличие газовой среды верно(-ы) утверждение(-я) 1) А и Б 3) А и В 2) Б и В 4) А, Б и В 2.К какому виду волн относятся звуковые волны? 1) К поперечным механическим 2) К продольным механическим 3) К электромагнитным 4) Среди ответов нет правильного 3.Какова примерно самая низкая частота звука, слышимого человеком? 1) 2 Гц 3) 2000 Гц 2) 20 Гц 4) 20000 Гц 4.Как называются механические колебания, частота которых превышает 20000 Гц? 1) Звуковые 2) Инфразвуковые 3) Ультразвуковые 4) Среди ответов нет правильного 5.В воздухе распространяется звуковая волна. Расстояние от области повышенного давления до ближайшей области пониженного давления 10 см, расстояние между ближайшими областями повышенного давления 20 см, между ближайшими областями пониженного давления 20 см. Какова длина звуковой волны? 1) 10 см 2) 20 см 3) 30 см 4) 40 см 6.Человек услышал звук грома через 10 с после вспышки молнии. Считая, что скорость звука в воздухе 343 м/с, определите, на каком расстоянии от человека ударила молния. 1) 3,43 м 3) 1715 м 2) 34,3 м 4) 3430 м 7.Камертон излучает звуковую волну длиной 0,5 м. Скорость звука 340 м/с. Какова частота колебаний камертона? 1) 17 Гц 3) 170 Гц 2) 680 Гц 4) 3400 Гц



8.Как изменится длина звуковой волны при увеличении частоты колебаний ее источника в 2 раза? 1) Увеличится в 2 раза 2) Уменьшится в 2 раза 3) Не изменится 4) Уменьшится в 4 раза 9.Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой от 20 Гц до 20000 Гц. Какой диапазон длин волн соответствует интервалу слышимости звуковых колебаний? Скорость звука в воздухе примите равной 340 м/с. 1) От 20 до 20 000 м 2) От 6800 до 6 800 000 м 3) От 0,06 до 58,8 м 4) От 0,017 до 17 м 10. Верхняя граница частоты колебаний, воспринимаемая ухом человека, составляет для детей 22 кГц, а для пожилых людей 10 кГц. В воздухе скорость звука равна 340 м/с. Звук с длиной волны 17 мм 1) услышит только ребенок 2) услышит только пожилой человек 3) услышит и ребенок, и пожилой человек 4) не услышит ни ребенок, ни пожилой человек 11.От чего зависит высота тона звука? 1) От частоты 2) От амплитуды 3) От громкости звука 4) От всех трех параметров 12.Какие изменения отмечает человек в звуке при увеличении частоты колебаний в звуковой волне? 1) Повышение высоты тона 3) Повышение громкости 2) Понижение высоты тона 4) Уменьшение громкости 13.Какие изменения отмечает человек в звуке при увеличении амплитуды колебаний в звуковой волне? 1) Повышение высоты тона 3) Повышение громкости 2) Понижение высоты тона 4) Уменьшение громкости 14.В какой среде звуковые волны не распространяются? 1) В твердых телах 2) В жидкостях 3) В газах 4) В вакууме 15. Определите длину волны, если период колебаний источника звука 0,005 с. Скорость звука в воздухе составляет 330 м/с. 1) 1,65 м 3) 165 м 2) 33 м 4) 660 м



16.Определите длину звуковой волны в воздухе, если частота колебаний источника звука 2000 Гц. Скорость звука в воздухе составляет 340 м/с. 1) 0,17 м 3) 1660 м 2) 5,88 м 4) 2340 м 17.Найдите скорость распространения звука в материале, в котором колебания с периодом 0,01 с вызывают звуковую волну, имеющую длину 20 м.

1) 0,2 м/с 3) 400 м/с

2) 200 м/с 4) 2000 м/с 18.Чему равна скорость звука в воде, если колебания, период которых равен 0,005 с, вызывает звуковую волну длиной 7,2 м?

1) 0,036 м/с 3) 1440 м/с

2) 340 м/с 4) 2880 м/с 19.Принято считать, что среди диапазона голосов певцов и певиц женское сопрано занимает частотный интервал от ν 1 = 250 Гц до ν2 = 1000 Гц. Отношение граничных длин звуковых волн этого интервала равно

1) 1 3) 1/4

2) 2 4) 4

20. При переходе звуковой волны из воздуха в воду изменяется

1) только частота

2) только скорость распространения звука

3) частота звука и длина волны

4) скорость распространения звука и длина волны

21. Какое физическое явление приводит к возникновению эха?

1) Преломление звука

2) Усиление звука

3) Отражение звука от различных преград

4) Среди ответов нет правильного

22.В какой среде звуковые волны распространяются с максимальной скоростью? 1) В твердых телах 3) В газах 2) В жидкостях 4) В вакууме

23.Ультразвуковой эхолот улавливает отраженный от дна моря сигнал через время t после его испускания. Если скорость ультразвука в воде равна V, то глубина моря равна 1) Vt 3) Vt/2 2) 2Vt 4) 0

24.На каком расстоянии от корабля находится айсберг, если посланный гидролокатором ультразвуковой сигнал был принят обратно через 3 с? Скорость ультразвука в воде принять равной 1500 м/с. 1) 500 м 3) 2250 м 2) 1000 с 4) 4500 м



25.Эхо, вызванное оружейным выстрелом, дошло до стрелка через 4 с после выстрела. Определите расстояние до преграды, от которой произошло отражение, если скорость звука в воздухе 340 м/с. 1) 85 м 3)170 м 2) 680 м 4) 1360 м 26.Выберите верное(-ые) утверждение(-я). А: для усиления звука камертона его устанавливают на резонансный ящик Б: для усиления звука служат полые корпуса струнных музыкальных инструментов 1) Только А 2) Только Б 3) И А, и Б 4) Ни А, ни Б 27.Примером интерференции звука может быть А: хоровое пение Б: игра симфонического оркестра В: шум на городской улице 1) только А 3) только В 2) только Б 4) А и Б 28.Какое физическое явление лежит в основе интерференции звука? 1) Преломление волн 3) Отражение волн 2) Затухание волн 4) Сложение волн 29. В классе проводили опыт по изучению интерференции звуковых волн от двух громкоговорителей. Если в некоторую точку волны пришли в одинаковых фазах, то 1) волны усиливают друг друга 2) волны гасят друг друга 3) волны могут усиливать, а могут гасить друг друга 4) среди ответов нет правильного 30. В классе проводили опыт по изучению интерференции звуковых волн от двух громкоговорителей. Если в некоторую точку волны пришли в противоположных фазах, то 1) волны усиливают друг друга 2) волны гасят друг друга 3) волны могут усиливать, а могут гасить друг друга 4) среди ответов нет правильного



УПРАЖНЕНИЕ 20 Звук

20.1.Человек, находящийся на расстоянии 3300 м от пушки, услышал звук выстрела через 10 с после вспышки. Какова скорость звука в воздухе? 20.2.Снаряд вылетел из дула орудия под углом 45° к горизонту с начальной скоростью 900 м/с. Через какое время артиллерист услышит звук разрыва снаряда, если скорость звука в воздухе 340 м/с? (Сопротивление воздуха не учитывать.) 20.3.Наблюдатель, стоя на расстоянии 200 м от отвесной скалы, хлопнул в ладоши. Через сколько времени он услышит эхо? Скорость распространения звука принять равной 340 м/сек. 20.4.Два последовательных звука ощущаются нами раздельно лишь в том случае, если они разделены промежутком не менее 0,1 секунды. Определите наименьшее расстояние до преграды, на котором наблюдатель сможет слышать эхо. Скорость звука в воздухе принять равной 340 м/сек. 20.5.Охотник услышал эхо произведенного им выстрела через 4,5 секунды. На каком расстоянии находится поверхность, отражающая звук? 20.6.Определите длину волны звука в воздухе при 0 °С самого низкого (29 Гц) и самого высокого (4250 Гц) тона рояля. 20.7.Скорость звука в чугуне была определена впервые в Париже следующим образом. Из чугунной водопроводной трубы была выпущена вода; у одного конца трубы произво-дился удар в колокол; у другого конца наблюдатель слышал два звука: сначала один, пришедший по чугуну, потом другой, пришедший по воздуху. Длина трубы была 931 м, а промежуток времени между приходом звуков был равен 2,5 с. Найдите отсюда скорость звука в чугуне; скорость звука в воздухе принять равной 340 м/с. 20.8.На некотором расстоянии от корабля в воде был произведен взрыв. Приборы корабля зарегистрировали в воде звук от взрыва на 30 с раньше, чем в воздухе. На каком расстоянии от корабля произошел взрыв? Скорость звука в воде 1540 м/с, в воздухе 340 м/с. 20.9.Скорость распространения ультразвука приблизительно 1500 м/с. Какова измеряемая глубина моря, если сигнал ультразвукового эхолота возвратился через 0,5 с после выхода?



Повторим теорию!

Механические колебания и волны 1.Приведите примеры колебательных движений. 2.Что называется механическими колебаниями? 3.какие колебания называются свободными? 4.Какие системы называются колебательными? 5.Что называется амплитудой колебаний; периодом колебаний; частотой колебаний? В каких единицах измеряется каждая из этих величин? 6.Какая математическая зависимость существует между периодом и частотой колебаний? 7.Как зависят частота и период свободных колебаний от длины нити? 8.Какие колебания называются собственными? 9.Какие колебания называются гармоническими? 10.Что называется математическим маятником? При каких условиях реальный нитяной маятник будет совершать колебания, близкие к гармоническим? 11.Какую величину называют фазой колебаний? 12.Приведите пример колеблющихся тел в одинаковых фазах, противоположных фазах. 13. Какие превращения энергии, происходят при колебаниях? 14. Что называют вынужденными колебаниями? 15. Какое явление называют резонансом? 16.Приведите примеры механического резонанса. 17. В каких случаях резонанс может быть полезным, а в каких - вредным? 18.Что называется волнами? Что такое упругие волны? Приведите пример волн, не относящихся к упругим волнам. 19.Какие волны называются продольными; поперечными? 20.Какие волны – поперечные или продольные - являются волнами сдвига; волнами сжатия и растяжения? 21.Почему поперечные волны не распространяются в жидких и газообразных средах? 22.Что называется длиной волны? По каким формулам можно рассчитать длину волны и скорость распространения волн? 22. Что является источником звука? Что называют звуком? 23.Механические колебания, каких частот называются звуковыми и почему? 24.Какие колебания называются ультразвуковыми; инфразвуковыми? 25.Что называют музыкальным тоном; шумом? 26.Чем определяется громкость звука? 27.От чего зависит высота звука? 28.Что называют эхом?

Лист - 3



Контрольная работа №3

Механические колебания и волны

КР-9.3.1 Вариант 1

Уровень А

1.Груз, подвешенный на пружине, за 1 мин совершил 300 колебаний. Чему равна частота и период колебаний груза?

2.Частота колебаний камертона 440 Гц. Какова длина звуковой волны от камертона в воздухе, если скорость распространения звука при 0 °С в

воздухе равна 330 м/с? х,см 3.По графику гармонических 5

колебаний определите амплитуду, период и частоту колебаний. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t,с

-5

Уровень В

4.Сколько колебаний совершил математический маятник за 30 с, если частота его колебаний равна 2 Гц? Чему равен период его колебаний?

5.Определите ускорение свободного падения на поверхности Марса при у.словии, что там математический маятник длиной 50 см совершил бы 40

колебаний за 80 с. 6.Чему равна скорость распространения морской волны, если человек,

стоящий на берегу, определил, что расстояние между двумя соседними гребнями волн равно 8 м и за минуту мимо него проходит 45 волновых гребней?

Уровень С

7.Сколько времени идет звук от одной железнодорожной станции до другой по стальным рельсам, если расстояние между ними 5 км, а скорость распространения звука в стали равна 500 м/с?

8.Каково соотношение частот колебаний двух маятников, если их длины

относятся как 1:4? 9.Как изменится период колебаний математического маятника, если его

перенести с Земли на Луну (g3 = 9,8 м/с2; gл =1,6м/с2)?




Уровень А

1. Нитяной маятник совершил 25 колебаний за 50 с. Определите период и

частоту колебаний. 2. Определите, на каком расстоянии от наблюдателя ударила молния, если

он услышал гром через 3 с после того, как увидел молнию. х,м 3.По графику гармонических 10 колебаний определите амплитуду, период и частоту колебаний. 0 1 2 3 t,с

-10

Уровень В

4. Какова длина математического маятника, совершающего гармонические колебания с частотой 0,5 Гц на поверхности Луны? Ускорение свободного падения на поверхности Луны 1,6 м/с2.

5.Длина морской волны равна 2 м. Какое количество колебаний за 10 с

совершит на ней поплавок, если скорость распространения волны равна 6 м/с?

6.Как нужно изменить длину математического маятника, чтобы период его

колебаний уменьшить в 2 раза?

Уровень С

7.Определите длину математического маятника, который за 10 с совершает

на 4 полных колебания меньше, чем математический маятник длиной 60 см.

8.Один математический маятник имеет период колебаний 3 с, а другой — 4

с. Каков период колебаний математического маятника, длина которого равна сумме длин указанных маятников?

9.Чему равна длина волны на воде, если скорость распространения волн

равна 2,4 м/с, а тело, плавающее на воде, совершает 30 колебаний за 25 с?




Уровень А

1. Маятник совершил 50 колебаний за 25 с. Определите период и частоту колебаний маятника.

2. Радиобуй в море колеблется на волнах с периодом 2 с. Скорость морских волн 1 м/с. Чему равна длина волны?

х,м 3.По графику гармонических 0,4

колебаний определите амплитуду, период и частоту колебаний. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 t,с

-0,4

Уровень В 4. На неизвестной планете маятник длиной 80 см совершил 36 полных колебаний за 1 мин. Чему равно ускорение свободного падения на этой планете?

5. Определите длину волны, распространяющейся со скоростью 2 м/с, в которой за 20 с происходит 10 колебаний.

6. Какова длина математического маятника, совершающего 4 полных колебания за 8 с?

Уровень С

7. Как изменится частота колебаний нитяного маятника длиной 0,5 м, если увеличить длину нити на 1,5 м?

8. На озере в безветренную погоду с лодки сбросили тяжелый якорь. От места бросания пошли волны. Человек, стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до

него через 50 с, расстояние между соседними горбами волн 50 см, а за 50 с было 20 всплесков о берег. Как далеко от берега находилась лодка? 9. К потолку подвешены два маятника. За одинаковое время один маятник совершил 5 колебаний, а другой — 3 колебания. Какова длина каждого маятника, если разность их длин 48 см?




Уровень А

1.Каков период колебаний источника волны, если длина волны равна 2 м, а

скорость ее распространения 5 м/с? 2.Определите период и частоту колебаний математического маятника,

который за 1 мин 40 с совершил 50 колебаний. х,м 3.По графику гармонических 0,1 колебаний определите амплитуду, период и частоту колебаний. 0 0,5 1 1,5 2 t,с

-0,1

Уровень В

4.Определите, сколько колебаний на морской волне совершит за 20 с надувная резиновая лодка, если скорость распространения волны 4 м/с, а ее длина равна 4 м.

5.Определите, во сколько раз нужно увеличить длину математического

маятника, чтобы частота его колебаний уменьшилась в 4 раза. 6.Изменится ли период колебаний груза на пружине, если железный груз заменить на алюминиевый такого же размера?

Уровень С

7.Периоды колебаний двух математических маятников относятся как 3:2. Рассчитайте, во сколько раз первый маятник длиннее второго.

8.Маленький шарик подвешен на нити длиной 1 м к потолку вагона. При какой скорости вагона шарик будет особенно сильно колебаться под

действием ударов колес о стыки рельсов? Длина рельса 12,5 м.

9.Расстояние между гребнями волн в море 5 м. При встречном движении катера волна за 1 с ударяет о корпус катера 4 раза, а при попутном — 2 раза. Найдите скорости катера и волны, если известно, что скорость катера

больше скорости волны.

Н.А.Кормаков Ф И З И К А 7-9 классыkormakov.ru › uroki › 9-klass ›...

Documents

Transcript of Н.А.Кормаков Ф И З И К А 7-9 классыkormakov.ru › uroki › 9-klass ›...