Решить самостоятельно, указав предварительно начало хода решения)
Методическая разработка
К практическому занятию
Тема 3. Колебательное и волновое движение
Занятие 3/3. Гармонические колебания
Санкт-Петербург 2010
Содержание
Вводная часть(2-3 мин.)
Основная часть (70-80 мин.)
1. Уравнение гармонических колебаний (10-20 мин.)
2. Скорость. Ускорение (15-20 мин.)
3. Энергия колебаний (30-40 мин.)
Заключительная часть (5-7мин.)
Список используемой литературы
- Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов.-3-е изд. – М.: «Мир и образование», 2003. – 384 с.
Задание на занятие: решить задачи
Задание на самостоятельную подготовку: решить задачи 4.2, 4.4
Вводная часть(2-3 мин.)
Активизация знаний устного опроса по основным определениям:
1) Частота
2) Период
3) Амплитуда
4) Гармонические колебания
5) Уравнение гармонических колебаний
6) Скорость при колебательном движении
7) Ускорение при колебательном движении
8) Энергия колебаний
Основная часть (70-80 мин.)
1. Уравнение гармонических колебаний (10-20 мин.)
Разобрать на доске)
Гармонические колебания величины S описываются уравнением: 
. Определите: 1) амплитуду колебаний; 2) циклическую частоту; 3) частоту колебаний; 4) период колебаний.
Решение:
(1) - исходное уравнение
(2) 
- решение уравнения гармонических колебаний
Отсюда следует, что
-амплитуда колебаний
- циклическая частота
Из формулы связи частоты и циклической частоты
(3) 
определим частоту колебаний
(4) 
Известно, что период – это величина обратная частоте:
(5) 
Отсюда следует, что 
Ответ: ; ; 
; .
Разобрать на доске с участием курсанта)
Материальная точка совершает гармонические колебания с амплитудой 4см и периодом 2с. Напишите уравнение движения точки, если ее движение начинается из положения 2см.
Решение:
(1) - решение уравнения гармонических колебаний
Амплитуда дана в условии задачи.
Определим циклическую частоту:
(2) 
è 
Определим начальную фазу колебаний, используя условие 
в начальный момент времени.
(3) 
При 
формула (3) будет иметь вид:
(4) 
è
- начальная фаза колебаний
Подставим значения начальной фазы, циклической частоты и амплитуды в исходное уравнение (1) и получим:
Ответ:
2. Скорость. Ускорение (15-20 мин.)
решить самостоятельно, указав предварительно начало хода решения)
Напишите уравнение гармонического колебания точки, если его амплитуда 15 см, максимальная скорость колеблющейся точки 30см/с. Начальная фаза 10 градусов.
Решение:
(1) 
- решение уравнения гармонических колебаний
(2) 
- скорость гармонических колебаний
(3) 
-амплитуда скорости (максимальное значение скорости)
из формулы (3) определим циклическую частоту:
Для правильной записи начальной фазы необходимо перевести градусы в радианы 
Подставим значения начальной фазы, циклической частоты и амплитуды в исходное уравнение (1) и получим:
Ответ:
Самостоятельное решение задачи 4.7. См. Задание на самостоятельную работу.
3. Энергия колебаний (30-40 мин.)