MỤC TIÊU - Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưởng bức, sự cộng hưởng.. Giáo viên: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm 4.3 và một số ví dụ về dao động cưởn
Trang 1DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC
I MỤC TIÊU
- Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưởng bức, sự cộng hưởng
- Nêu được điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng xảy ra
- Nêu được một vài ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng
- Giải thích được nguyên nhân của dao động tắt dần Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng
- Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan và để giải được bài tập tương tự như trong bài
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm 4.3 và một số ví dụ về dao động cưởng bức, hiện
tượng cộng hưởng
2 Học sinh: Ôn tập về cơ năng của con lắc: W = 2
1
m2A2 III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết công thức xác định tần số dao động điều hòa của con
lắc lò xo và con lắc đơn: con lắc lò xo: f = m
k
2
1
; con lắc đơn: f = l
g
2
1 Nêu điều kiện để con lắc lò xo và con lắc đơn dao động điều hòa
Giaos viên giới thiệu các tần số dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo đã nêu gọi là tần
số riêng của hệ dao động (kí hiệu là f0), nó chỉ phụ thuộc vào các đặc điểm của hệ dao động
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu dao động tắt dần.
Yêu cầu học sinh nhận
xét về dao động của các
con lắc trong thực tế
Cho học sinh nêu định
nghĩa dao động tắt dần
Yêu cầu học sinh giải
thích nguyên nhân tắt dần
của dao động
Giới thiệu một số ứng
dụng của dao động tắt
dần
Nhận xét về dao động của các con lắc trong thực tế
Nêu khái niệm dao động tắt dần
Giải thích nguyên nhân tắt dần của dao động
Ghi nhận các ứng dụng của dao động tắt dần
I Dao động tắt dần
1 Thế nào là dao động tắt dần?
Dao động có biên độ 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 bị giảm xóc ô tô, xe máy, … là những ứng dụng của dao động tắt dần
Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu dao động duy trì.
Yêu cầu học sinh nêu
cách làm cho dao động
không tắt
Giới thiệu dao động duy
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
Trang 2Giới thiệu dao động duy
trì của con lắc đồng hồ
Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì
Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu dao động cưởng bức.
Giới thiệu dao động
cưởng bức
Yêu cầu học sinh nêu ví
dụ về dao động cưởng
bức
Giới thiệu các đặc điểm
của dao động cưởng bức
Thực hiện C1, yêu cầu
học sinh quan sát và nhận
xét
Giới thiệu sự phụ thuộc
của biên độ dao động
cưởng bức vào các yếu tố
bên ngoài
Ghi nhận khái niệm
Nêu ví dụ về dao động cưởng bức
Ghi nhận các đặc điểm của dao động cưởng bức
Quan sát dao động của các con lắc khác và nhận xét
Ghi nhận sự phụ thuộc của biên độ dao động cưởng bức vào các yếu tố bên ngoài
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 5 (10 phút): Tìm hiểu hiện tượng cộng hưởng.
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
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
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
Trang 3Yêu 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
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
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 6 (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
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
IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY