Giáo án Vật lý 12 bài 4: Dao động tắt dần và Dao động cưỡng bức mới nhất

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

H1: Khi không có ma sát tần số dao động của con lắc?

H2: Tần số này phụ thuộc những gì?

=> tần số riêng.

H3: Xét con lắc lò xo dao động trong thực tế => ta có nhận xét gì về dao động của nó?

- Ta gọi những dao động như thế là dao động tắt dần

H4:Vậy như thế nào là dao động tắt dần?

H5:Tại sao dao động của con lắc lại tắt dần?năng lượng cơ năng biến thành gì?

- Hãy nêu một vài ứng dụng của dao động tắt dần? (thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc ô tô …)

TL1:HS nêu công thức.

TL2:Phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc.

TL3: Biên độ dao động giảm dần => đến một lúc nào đó thì dừng lại.

TL4:HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để đưa ra nhận xét.

TL5:Do chịu lực cản không khí (lực ma sát) => W giảm dần (cơ => nhiệt).

- HS nêu ứng dụng.

I. Dao động tắt dần

1. Thế nào là dao động tắt dần?

Dao động có biên độ(cơ năng) giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần.

2. Giải thích

Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cản của môi trường làm tiêu hao cơ năng của con lắc.

3. Ứng dụng

Các thiết bị đóng cửa tự động, các thiết bịgiảm xóc ô tô, xe máy, … là những ứng dụng của dao động tắt dần.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Thực tế dao động của con lắc tắt dần => làm thế nào để duy trì dao động (A không đổi mà không làm thay đổi T)

Dao động của con lắc được duy trì nhờ cung cấp phần năng lượng bị mất từ bên ngoài, những dao động được duy trì theo cách như vậy gọi là dao động duy trì.

Minh hoạ về dao động duy trì của con lắc đồng hồ.

Nêu cách làm cho dao động không tắt dần.

Ghi nhận khái niệm.

II. Dao động duy trì

Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động gọi là dao động duy trì.

Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Ngoài cách làm cho hệ dao động không tắt dần => tác dụng một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn, lực này cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại phần năng lượng mất mát do ma sát => Dao động của hệ gọi là dao động cưỡng bức.

H6:Hãy nêu một số ví dụ về dao động cưỡng bức?

- Y/c HS nghiên cứu Sgk và cho biết các đặc điểm của dao động cưỡng bức.

- HS ghi nhận dao động cưỡng bức.

TL6:Dao động của xe ô tô chỉ tạm dừng mà không tắt máy…

- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận về các đặc điểm của dao động cưỡng bức.

III. Dao động cưởng bức

1. Thế nào là dao động cưởng bức?

Dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưởng bức tuần hoàn gọi là dao động cưởng bức.

Ví dụ: Khi ô tô đang dừng mà không tắt máy thì thân xe bị rung lên. Đó là dao động cưởng bức dưới tác dụng của lực cưởng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyển động của pit-tông trong xi lanh của máy nổ.

2. Đặc điểm

Dao động cưởng bức có biên độ không dổi và có tần số bằng tần số lực cưởng bức.

Biên độ của dao động cưởng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vào lực cản trong hệ và vào sự chênh lệch giữa tần số cưởng bức f và tần số riêng f₀ của hệ. Biên độ của lực cưởng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f₀ càng ít thì biên độ của dao động cưởng bức càng lớn.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Giới thiệu hiện tượng cộng hưởng.

Yêu cầu học sinh nêu điều kiện cộng hưởng.

Yêu cầu học sinh xem hình 4.4 và nhận xét về đặc điểm của sự cộng hưởng.

Yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng cộng hưởng.

Yêu cầu học sinh nghiên cứu sgk để tìm hiểu tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng.

Yêu cầu học sinh cho biết trong trường hợp nào thì sự cộng hưởng là có hại, trường hợp nào thì có lợi.

Ghi nhận khái niệm.

Nêu điều kiện cộng hưởng.

Xem hình 4.4 và nhận xét về đặc điểm của sự cộng hưởng.

Giải thích hiện tượng cộng hưởng.

Tìm hiểu tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng.

Trả lời được:

Sự cộng hưởng làm tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe, … rung mạnh là có hại.

Sự cộng hưởng làm cho tiếng đàn nghe to rỏ hơn là có lợi.

IV. Hiện tượng công hưởng

1. Định nghĩa

Hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưởng bức bằng tần số riêng f₀ của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.

Điều kiện cộng hưởng: f = f₀.

Đường biểu diễn sự phụ thộc của biên độ dao động cưởng bức vào tần số của ngoại lực gọi là đồ thị cộng hưởng. Đồ thị cộng hưởng càng nhọn khi lực cản môi trường càng nhỏ.

2. Giả thích

Khi tần số của lực cưởng bức bằng tần số riêng của hệ dao động thì hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhàng đúng lúc, lúc đó biên độ dao động của hệ tăng dần lên. Biên độ dao động đạt tới giá trị không đổi và cực đại khi tốc độ tiêu hao năng lượng do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ.

3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

Những hệ dao động như tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe, ... đều có tần số riêng. Phải cẫn thận không để cho các hệ ấy chịu tác dụng của các lực cưởng bức mạnh, có tần số bằng tần số riêng của chúng để tránh sự cộng hưởng, gây gãy, đổ.

Hộp đàn của đàn ghi ta, viôlon, ... là những hộp cộng hưởng với nhiều tần số khác nhau của dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rỏ.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong bài.

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 6 trang 21 sgk và 4.4, 4.5 sbt.

Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.

Ghi các bài tập về nhà.