BÀI 17 : DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG

Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoạilực, có biên độ phụ thuộc tần số ngoại lực. Biên độ cực đại khi tần số ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ. Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức cực đại gọi là cộng hưởng. Cộng hưởng thể hiện rõ khi ma sát nhỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÀI 17 : DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNGTiết 22 : BÀI 17 : DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG.I / MỤC TIÊU : Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoạilực, có biên độ phụ thuộc tần số ngoại lực. Biên độ cực đại khi tần số ngoạilực bằng tần số dao động riêng của hệ. Hiện tượng biên độ dao động cưỡngbức cực đại gọi là cộng hưởng. Cộng hưởng thể hiện rõ khi ma sát nhỏ. Biết được rằng hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thựctế và kể ra được một vài ứng dụng.II / CHUẨN BỊ :1 / Giáo viên : chuẩn bị TN ở mục 3.TN này tốn nhiều thời gian. Việc xác định chu kỳ T0 (và suy ra tần số góc0) của con lắc A và chu kì T của con lắc B ứng với một số (có thể là 5) vịtrí khác nhau của quả nặng khối lượng M nên làm trước, ngoài giờ học. Cầncó một bảng hình bán nguyệt có chia độ, đặt song song với mặt phẳng daođộng của con lắc A (ở phía sau) để đo biên độ dao động của con lắc này. Khilàm TN cho con lắc B dao động nhiều lần (mỗi lần ứng với một vị trí khácnhau của quả nặng) thì tất cả mọi lần đều phải có cùng biên độ. Vì vậy cầnphải có một mốc để đánh dấu biên độ, đặt cạnh mặt phẳng dao động của conlắc B.Có thể không làm TN ở cột phải mà chỉ thông báo kết quả.2 / Học sinh : Xem lại khái niệm dao động tắt dần. Quan sát nguyên tắc hoạt độngcủa tần số kế. Quan sát kỹ thuật lên dây đàn.III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viênHoạt động 1 :HS : Quan sát thí nghiệm. GV : Bây giờ vật nặng đứng yên ở vị trí cân bằng, ta tác dụng lên vật một ngoại lực F biến đổi điều hòa theo thời gianHS : Biên độ tăng dần. F = F0 cost và xét xem vật chuyển động như thếHS : Biên độ không thay đổi nào. GV : Chuyển động của vật dưới tácHS : Quan sát đồ thị dao động. dụng của ngoại lực nói trên như thế nào ?HS : Dạng sin GV : Đồ thị ly độ x trong giai đoạn cưỡng bức có đặc điểm gì ? GV : Tần số góc của dao độngHS : Bằng tần số góc  của ngoại cưỡng bức có đặc điểm gì ?lực. GV : Biên độ của dao động cưỡng bức có đặc điểm gì ?HS : Tỉ lệ với biên độ F0 của ngoạilực. GV : Giới thiệu đường biểu diễn AHoạt động 2 : theo  hình vẽ 17.2 trong sách giáoHS : Giá trị cực đại của biên độ A khoa.của dao động cưỡng bức đạt được GV : Theo dõi đường biểu diễn Emkhi tần số góc của ngoại lực bằng tần thấy được điều gì ?số góc riêng 0 của hệ dao động tắt GV : Hiện tượng cộng hưởng là gì ?dần.HS : Định nghĩa hiện cộng hưởng. GV : Hãy vẽ lại đường biểu diễn sựHoạt động 3 : phụ thuộc của biên độ A của daoHS : Vẽ hình. động vào tần số góc  của ngoại lực GV : Nếu ma sát giảm thì giá trị cựcHS : Nếu ma sát giảm thì giá trị cực đại của biên độ như thế nào ?đại của biên độ tăng. GV : Hiện tượng cộng hưởng có đặc điểm gì ?HS : Hiện tượng cộng hưởng rõ néthơn. GV : Em hãy cho biết khi nào dao động cưỡng bức xảy ra ?Hoạt động 4 :HS : Xảy ra dưới tác dụng của ngoại GV : Em hãy cho biết khi nào dao động duy trì xảy ra ?lực tuần hoàn có tần số góc  bất kỳ.HS : Xảy ra dưới tác dụng của ngoại GV : Dao động cưỡng bức khi cộnglực tuần hoàn có tần số góc  bằng hưởng có điểm giống với dao độngvới tần số góc 0 của dao động tự do duy trì ở chổ nào ?của hệ. GV : Dao động cưỡng bức gây nênHS : Cả hai đều có tần số góc  bằng bởi một ngoại lực có đặc điểm gì ?tần số góc riêng 0 của hệ dao động. GV : Dao động duy trì gây nên bởi một ngoại lực có đặc điểm gì ?HS : Ngoại lực độc lập đối với hệ. GV : Cộng hưởng có lợi không ?HS : Ngoại lực được điều khiển bởichính dao động ấy qua một cơ cấu GV : Cộng hưởng có hại không ?nào đó ?Hoạt động 5 :HS : Tần số kế, lên dây đàn.HS : Chế tạo các máy móc, lắp đặtmáy.IV / NỘI DUNG :1. Dao động cưỡng bức* Dao động gây ra bởi một ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian F =Focos(t + ) được gọi là dao động cưỡng bức* Đặc điểm của dao động cưỡng bức Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số củalực cưỡng bức. Dao động cưỡng bức là điều hòa (có dạng sin) Biên độ của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lựccưỡng bức mà còn phụ thuộc cả vào độ chênh lệch giữa tần số cưỡng bứccàng gần với tần số riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn. Biên độdao động cưỡng bức có giá trị cực đại khi tần số của dao động cưỡng bứcbằng tần số riêng của hệ dao động.2. Sự cộng hưởng : Hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đạikhi tần số góc của ngoại lực bằng tần số góc riêng o của hệ dao động tắtdần, được gọi là hiện tượng cộng hưởng. Nếu ma sát giảm thì ...