Волны. Решение задач - Механические волны - Колебания и волны

Цели: развитие навыков самостоятельной работы; отработка методов решения задач.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проведение самостоятельной работы

Вариант I

1. Происходит ли перенос вещества и энергии при распространении бегущей волны в упругой среде? (Ответ: энергии - да; вещества - нет.)

2. Период колебания частиц воды равен 2 с, расстояние между смежными гребнями волн равно 6 м. Определите скорость распространения этих волн. (Ответ: 3 м/с.)

3. В чем отличие графика волнового движения от графика колебательного движения? (Ответ: график колебательного движения изображает положение одной и той же точки в различные моменты времени, а график волнового движения изображает различные точки среды в один и тот же момент времени.)

4. В каких упругих средах могут возникать поперечные волны? (Ответ: в твердых.)

5. От каких физических величин зависит частота колебаний волны? (Ответ: от частоты вибратора, возбуждающего колебания.)

6. От каких физических величин зависит скорость распространения волны? (Ответ: от среды, в которой распространяется, и от ее состояния.)

7. Чему равна разность фаз точек волны, отстающих друг от друга на расстоянии 50 см, если волна распространяется со скоростью 6 м/с при частоте 3 Гц? (Ответ: π/2.)

8. В одной и той же среде распространяются волны с частотой 5 Гц и 10 Гц. Какая волна распространяется с большей скоростью? (Ответ: скорости одинаковые.)

Вариант II

1. Расстояние между ближайшими гребнями волн равно 6 м. Скорость распространения волны 2 м/с. Какова частота ударов волн о берег? (Ответ: 3 Гц.)

2. Определите наименьшее расстояние между соседними точками, находящимися в одинаковых фазах, если волны распространяются со скоростью 100 м/с, а частота колебаний равна 50 Гц. (Ответ: 2 м.)

3. В каких средах могут возникать продольные волны? (Ответ: в твердых, жидких и газообразных.)

4. Происходит ли перенос вещества при распространении поперечной волны? (Ответ: нет.)

5. От каких физических величин зависит длина волны в одинаковых средах? (Ответ: от частоты вибратора.)

6. Определите длину волны, если фазовая скорость равна 1500 м/с, а частота колебаний равна 500 Гц. (Ответ: 5 м.)

7. Почему в твердых телах могут распространяться поперечные и продольные волны? (Ответ: в твердых телах при деформациях сдвига и сжатия возникают силы упругости.)

8. Две волны распространяются в одной и той же среде. Первая волна имеет длину 5 м, вторая - 10 м. Одинаковы ли частоты вибраторов, возбуждающих эти волны? (Ответ: частота первого вибратора больше в 2 раза.)

Вариант III

1. Рыболов заметил, что за т = 10 с поплавок совершил на воде N = 20 колебаний, а расстояние между соседними гребнями волны λ = 1,2 м. Найдите скорость и распространения волны. (Ответ: .)

2. Определите длину λ звуковой волны в воде, вызываемой источником колебаний с частотой v = 200 Гц, если скорость звука в воде v = 1450 м/с. (Ответ: .)

3. Звуковая волна частотой v = 440 Гц распространяется со скоростью v = 330 м/с. Найдите величину Δφ разности фаз колебаний давления воздуха в двух точках, расстояние между которыми d = 20 см? (Ответ: .)

4. В воде распространяются звуковые колебания частотой v = 725 Гц. Скорость звука в воде v = 1450 м/с. На каком расстоянии d находятся ближайшие точки, в окрестности которых частицы жидкости совершают противофазные колебания? (Ответ: .)

5. Два когерентных точечных источника звука колеблются в одинаковых фазах. В точке, отстоящей от первого источника на S₁ = 2 м, а от второго - на S₂ = 2,5 м, звук не слышим. Определите максимальную частоту v колебаний источников, которая лежит в слышимом человеком диапазоне от 16 Гц до 20000 Гц. Скорость звука в воздухе v = 340 м/с. (Ответ: рассматриваемое явление наблюдается при частотах искомая частота v = v₂₈ = 19380 Гц.)

6. Емкость и индуктивность колебательного контура радиоприемника таковы, что при свободных колебаниях максимальный заряд конденсатора Q = 1 мкКа, а максимальный ток J = 10 А. В резонанс с какой длиной волны λ настроен контур? Скорость электромагнитных волн в вакууме С = 3 · 10⁸ м/с. (Ответ: .)

7. Радиоприемник настроен на радиостанцию, работающую на длине волны λ₁ = 25 м. Во сколько раз n следует изменить емкость конденсатора колебательного контура радиоприемника, чтобы настроиться на длину волны λ₁ = 31 м? (Ответ: .)

8. В каком диапазоне длины волн λ₁, λ₂ может работать радиоприемник, если емкость конденсатора в колебательном контуре приемника изменяется от С₁ = 50 пФ до С₂ = 500 пФ, а индуктивность L = 20 мкГн? Скорость электромагнитных волн в вакууме С = 3 · 10⁸ м/с. (Ответ: .)

9. Емкость конденсатора колебательного контура радиоприемника изменяется от С₀ до 25 С₀. Емкость С₀ соответствует частоте собственных колебаний контура v = 70 Мгц. Определите наименьшую λ_min и наибольшую λ_mах длины волн, на которые можно настроить такой контур. Скорость электромагнитных волн в вакууме С = 3 · 10⁸ м/с. (Ответ: .)

III. Подведение итогов работы

Домашнее задание

п. 54.

Р - 991; Р - 992.