Giáo án Vật lý Khối 12 - Chương I: Dao động cơ - Bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

Ngày soạn: Tiết dạy: 6
Bài 4

DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
MỤC TIÊU
Kiến thức:
Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng.
Nêu được điều kiện để 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 bài tập tương tự như ở trong bài.
Kĩ năng:
Thái độ:
CHUẨN BỊ
Giáo viên: Chuẩn bị một số ví dụ về dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng có lợi, có hại.
Học sinh: Ôn tập về cơ năng của con lắc: W = 1 mw2 A2 .
2
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn định tổ chức:
Lớp:
Kiểm tra bài cũ:
Bài mới:
Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động tắt dần.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Khi không có ma sát tần số dao động của con lắc?
Tần số này phụ thuộc những gì?
® tần số riêng.
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 ® như thế nào là dao động tắt dần?
Tại sao dao động của con lắc lại tắt dần?
Hãy nêu một vài ứng dụng của dao động tắt dần? (thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc ô tô )
HS nêu công thức.
Phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc.
Biên độ dao động giảm dần
® đến một lúc nào đó thì dừng lại.
HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để đưa ra nhận xét.
Do chịu lực cản không khí (lực ma sát) ® W giảm dần (cơ ® nhiệt).
HS nêu ứng dụng.
- Khi không có ma sát con lắc dao động điều hoà với tần số riêng (f0). Gọi là tần số riêng vì nó chỉ pthuộc vào các đặc tính của con lắc.
Dao động tắt dần
Thế nào là dao động tắt dần
- Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
2. Giải thích
- Do lực cản của môi trường.
3. Ứng dụng (Sgk)
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về dao động duy trì
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức 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.
Sau mỗi chu kì cung cấp cho nó phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát.
HS ghi nhận dao động duy trì của con lắc đồng hồ.
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 riêng gọi là dao động duy trì.
Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì.
Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về dao động cưỡng bức
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức 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.
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.
Dao động của xe ô tô chỉ tạm dừng mà không tắt máy
HS nghiên cứu Sgk và thảo luận về các đặt điểm của dao động cưỡng bức.
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.
Ví dụ (Sgk)
Đặc điểm
Dao động cưỡng bức có A không đổi và có f = fcb.
A của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào Acb mà còn phụ thuộc vào chênh lệch giữa fcb và
fo. Khi fcb càng gần fo thì A càng lớn.
Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về hiện tượng cộng hưởng
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Trong dao động cưỡng bức khi fcb càng gần fo thì A càng lớn. Đặc biệt, khi fcb = f0 ® A lớn nhất ® gọi là hiện tượng cộng hưởng.
Dựa trên đồ thị Hình 4.4 cho biết nhận xét về mối quan hệ giữa A và lực cản của môi trường.
Tại sao khi fcb = f0 thì A cực đại?
HS ghi nhận hiện tượng cộng hưởng.
A càng lớn khi lực cản môi trường càng nhỏ.
HS nghiên cứu Sgk: Lúc đó hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhàng đúng lúc
® A tăng dần lên, A cực đại khi tốc độ tiêu hao năng lượng do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ.
IV. Hiện tượng cộng hưởng
1. Định nghĩa
Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.
Điều kiện fcb = f0
Giải thích (Sgk)
Tầm quan trọng của
- Y/c HS nghiên cứu Sgk để tìm hiểu
- HS nghiên cứu Sgk và trả
hiện tượng cộng hưởng
tầm quan trọng của hiện tượng cộng
lời các câu hỏi.
+ Cộng hưởng có hại: hệ
hưởng.
+ Cộng hưởng có hại: hệ dao
dao động như toà nhà,
+ Khi nào hiện tượng cộng hưởng có
động như toà nhà, cầu, bệ
cầu, bệ máy, khung xe 
hại (có lợi)?
máy, khung xe 
+ Cộng hưởng có lợi: hộp
+ Cộng hưởng có lợi: hộp đàn
đàn của các đàn ghita,
của các đàn ghita, viôlon 
viôlon 
Hoạt động 5 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.
- Ghi câu hỏi và bài tập về
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
RÚT KINH NGHIỆM
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
Ngày soạn:
Tiết dạy: 7
BÀI TẬP
Mục tiêu:
Vận dụng kiến thức về dao động của con lắc đơn.
Kỹ năng: Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà, và con lắc đơn
Chuẩn bị:
Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận
Học sinh: ôn lại kiến thức về dao động điều hoà, con lắc đơn.
Tiến trình bài dạy :
Ổn định lớp:
Kiểm tra bài cũ:
Bài mới :
Hoạt động 1: Giải một số câu hỏi trắc nghiệm
Hoạt động GV
Hoạt động H.S
Nội dung
* Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc nghiệm 4,5,6 trang 17 sgk
* HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng
Câu 4 trang 17: D
Câu 5 trang 17: D
Câu 6 trang 17: C
* Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án
* Thảo luận nhóm tìm ra kết quả
*Gọi HS trình bày từng câu
* Hs giải thích
Hoạt động 2: Giải một số bài tập trắc nghiệm
Con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì 1 s tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8m/s2, chiều dài của con lắc là
A. l = 24,8 m	B. l = 24,8cm	C. l = 1,56 m	D. l = 2,45 m
Ở nơi mà con lắc đơn đếm giây (chu kì 2 s) có độ dài 1 m, thì con lắc đơn có độ dài 3m sẽ dao động với chu kì là
A. T = 6 s	B. T = 4,24 s	C. T = 3,46 s	D. T = 1,5 s
Một com lắc đơn có độ dài l1 dao động với chu kì
T1 = 0,8 s. Một con lắc đơn khác có độ dài l2 dao động với chu kì T1 = 0,6 s. Chu kì của con lắc đơn có độ dài
l1 + l2 là
A. T = 0,7 s	B. T = 0,8 s	C. T = 1,0 s	D. T = 1,4 s
Một con lắc đơn có độ dài l, trong khoảng thời gian Dt nó thực hiện được 6 dao động. Người ta giảm
bớt độ dài của nó đi 16cm, cũng trong khoảng thời gian Chiều dài của con lắc ban đầu là
Dt như trước nó thực hiện được 10 dao động.
A. l = 25m.	B. l = 25cm.	C. l = 9m.	D. l = 9cm.
Tại một nơi có hai con lắc đơn đang dao động với các biên độ nhỏ. Trong cùng một khoảng thời gian, người ta thấy con lắc thứ nhất thực hiện được 4 dao động, con lắc thứ hai thực hiện được 5 dao động. Tổng chiều dài của hai con lắc là 164cm. Chiều dài của mỗi con lắc lần lượt là.
A. l1 = 100m, l2 = 6,4m.	B. l1 = 64cm, l2 = 100cm.
C. l1 = 1,00m, l2 = 64cm.	D. l1 = 6,4cm, l2 = 100cm.
Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 4s, thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vị trí có li độ cực đai là
A. t = 0,5 s	B. t = 1,0 s	C. t = 1,5 s	D. t = 2,0 s
Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 3 s, thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vị trí có li độ x = A/ 2 là
A. t = 0,250 s	B. t = 0,375 s	C. t = 0,750 s	D. t = 1,50 s
Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 3s, thời gian để con lắc đi từ vị trí có li độ x = A/ 2 đến vị trí có li độ cực đại x = A là
A. t = 0,250 s	B. t = 0,375	C. t = 0,500 s	D. t = 0,750 s
4. Củng cố dặn dò: