Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoại lực và có biên độ phụ thuộc vào tần số ngoại lực.. Biên độ cực đại khi tần số ngoại lực bằng tần số dao động riêng củ
Trang 1 Giáo án Vật lí 12 cơ bản Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang 1
Bài 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC Tiết 6-Tuần 3
Ngày 9/8/2010
I Mục tiêu:
- Hiểu được nguyên nhân làm tắt dần dao động cơ học do ma sát tạo nên lực cản đối với vật dao động Ma sát nhỏ dẫn đến tắt dần chậm Ma sát lớn dẫn đến tắt dẫn nhanh - Biết được nguyên tắc làm cho dao động có ma sát được duy trì
Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoại lực và có biên độ phụ thuộc vào tần số ngoại lực Biên độ cực đại khi tần số ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ Biên độ dao động cưỡng bức cực đại gọi là cộng hưởng Cộng hưởng rõ khi ma sát nhỏ
- Liên hệ thực tế : Liên hệ các dao động tắt dần trong thực tế Biết được hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế và kể
ra được một vài ứng dụng
II Chuẩn bị:
1 Giáo viên:Chuẩn bị thí nghiệm ở 4.3 nếu điều kiện cho phép Nếu chuẩn bị không được thì thông báo kết quả.Chuẩn bị 4 con lắc lò
xo dao động trong các môi trường nhớt khác nhau.Hình vẽ trang 19 sgk
2 Học sinh: Đọc trước bài học ở nhà.
III.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Thí nghiệm + Giảng giải + đàm thoại
IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY
Hoạt động 1 : Ổn định lớp
Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ: khoâng
Hoạt động 3: Dao động tắc dần
* GV làm thí nghiệm về dao động
tắt dần của con lắc lò xo trong các
môi trường: không khí, nước, dầu,
nhớt
-Thế nào đượ c gọi là dao động tắt
dần ?
-Giải thích nguyên nhân nào gây
nên dao động tắt dần ?
-Nếu không có ma sát thì cơ năng
của con lắc biến đổi thế nào?
-Nếu có ma sát lớn thì cơ năng biến
đổi thế nào?
-Muốn duy trì dao động tắt dần ta
phải làm gì ?
-Gv th ông báo ứng dụng của dao
động tắt dần như ở nội dung bài
học
-Quan sát thí nghiệm biểu diễn của GV
-Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
-Do lực cản của môi trường luôn luôn ngược chiều chuyển động của vật nên luôn luôn sinh công âm làm tiêu hao cơ năng của con lắc
- Nếu không có ma sát thì cơ năng của con lắc đ ược duy trì
- Nếu có ma sát lớn thì cơ năng tiêu hao và giảm dần
- Muốn duy trì dao động tắt dần
ta cung cấp năng lượng cho con lắc
-Hs nghe gv thông báo và tự cá nhân ghi vào tập học
I DAO ĐỘNG TẮT DẦN :
1 Thế nào là dao động tắt dần ?
Dao động tắt dần dao động mà biên độ giảm dần theo thời
gian
2 Giải thích :
• Lực cản (lực ma sát )môi trường luôn luôn ngược chiều
chuyển động của vật nên luôn luôn sinh công âm, làm cho cơ năng vật dao động giảm, dẫn đến biên độ dao động cũng giảm theo thời gian
• Vậy: Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi
trường càng lớn.
3 Ứng dụng của tắt dần:
Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô,….
Hoạt động 4 : Dao động duy trì
- Để cho dao động con lắc đồng
hồ không tắt dần và có chu kì
không đổi như chu kì dao động
riêng thì ta phải làm gì?
-Thông báo: Thường người ta dùng
một một nguồn năng lượng và một
cơ cấu truyền năng lượng thích hợp
để cung cấp năng lượng cho vật dao
động trong mỗi chu kì
-Nap năng lượng cho dồng hồ quả lắc bằng cách nạp pin cho
nó lên dây cót cho nó
II Dao động duy trì:
Dao động được di trùy bằng cách giữ cho biên độ không đổi
mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động duy trì
Hoạt động 5: Dao động cưỡng bức
-Làm thí nghiệm ảo về dao động
cưỡng bức
-Thuyết giảng về dao động cưỡng
bức như phần nội dung
-Khác với dao động tắt dần, dao
động cưỡng bức có những đặc điểm
gì ?
-Quan sát thí nghiệm ảo -Lắng nghe gv thuyết giảng kiến thức
-Trả lời như nội dung
III Dao động cưỡng bức:
1.Thế nào là dao động cưỡng bức ?
Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức
2.ví dụ : SGK
3 Đặc điểm
• Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức
• Biên độ của dao động không chỉ phụ thuộc vào biên độ cưỡng bức mà phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa tần số ngoại lực và tần số dao động riêng của hệ dao động
X
O t
Trang 2 Giáo án Vật lí 12 cơ bản Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang 2
Hoạt động 6: Hiện tượng cộng hưởng
-Làm lại thí nghiệm ảo, về thay đổi
tần số ngoại lực và Làm lại thí
nghiệm về thay đổi lực cản môi
trường
-Giới thiệu đường biểu diễn A theo
ω hình vẽ 4.4 trong sách giáo khoa.
-Theo dõi đường biểu diễn Em thấy
được điều gì ?
-Hiện tượng cộng hưởng là gì?
-Gv thuyết trình tầm quan trọng của
hiện tượng cộng hưởng như nội
dung
-Thuyết giảng :
Cầu, bệ máy, trục máy khung
xe … đều là các chi tiết có thể xem
như một dao động tự do có tần số
riêng f 0 nào đó Khi thiết kế các chi
tiết này cần phải chú ý đến sự trùng
nhau giữa tần số ngoại lực f và tần
số riêng f 0 Nếu sự trùng nhau này
xảy ra (cộng hưởng) thì có thể làm
gãy các chi tiết này.
- Quan sát và rút ra mối qua hệ giữa biên độ dao động cưỡng bức và độ lớn
lực cản môi trường Nếu ma sát giảm thì giá trị cực
đại của biên độ tăng Hiện
tượng cộng hưởng rõ nét hơn
-Nghe gv giới thiệu -Giá trị cực đại của biên độ A
của dao động cưỡng bức đạt được khi tần số góc của ngoại lực bằng tần số góc riêng ω0 của hệ dao động tắt dần
-Định nghĩa hiện cộng hưởng -Hs nghe gv thuyết trình và tụ
ghi vào tập
-Nghe gv thuyết giảng
IV Hiện tượng cộng hưởng:
1.Định nghĩa : Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng
dần đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng
Hiện tượng này gọi là hiện tượng cộng hưởng
Điều kiện f = f0 thì Ach = Amax, gọi là điều kiện cộng hưởng
2.Giải thích : Khi f =f0 : hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhàng đúng lúc , do đó biên độ dao động của hệ tăng dần lên A =Amax khi tốc độ tiêu hao năng lượng bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ
3 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng :
+Tác dụng có lợi:
Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao động có khối lượng lớn để làm cho hệ này dao động với biên độ lớn (em bé đưa võng cho người lớn …)
+Tác dụng có hại:
Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn Tác dụng có hại: như tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe,
….đều có tần số riêng Phải cẩn thận không cho các hệ ấy chịu tác dụng các lực cưỡng bức mạnh có f = f0 , nếu không các hệ ấy dao động mạnh dẫn đến đổ hoặc gãy
Hoạt động 7:Củng cố-giao nhiệm vụ về nhà
-Nhắc lại kiến thức cơ bản trong bài học
-Về nhà xem bài mới
- Làm các bài tập: 5,6 trang 21 Sgk
-Nắm vững kiến thức cơ bản trong bài học -Nhận nhiệm vụ về nhà
-Nhận nhiệm vụ về nhà
f0
A
Amax
f O