Bài giảng lý 12 - DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG

Chia sẻ: zing1209

Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoại lực, 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. Biết được rằng hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế và kể ra được một vài ứng dụng. ...

Nội dung Text: Bài giảng lý 12 - DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG

 

  1. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG. I / MỤC TIÊU : Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoại lực, 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. Biết được rằng 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 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) vị trí khác nhau của quả nặng khối lượng M nên làm trước, ngoài giờ học. Cần có một bảng hình bán nguyệt có chia độ, đặt song song với mặt phẳng dao động của con lắc A (ở phía sau) để đo biên độ dao động của con lắc này. Khi làm TN cho con lắc B dao động nhiều lần (mỗi lần ứng với một vị trí khác nhau của quả nặng) thì tất cả mọi lần đều phải có cùng biên độ. Vì vậy
  2. cần phải có một mốc để đánh dấu biên độ, đặt cạnh mặt phẳng dao động của con lắc 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 động của 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 viên Hoạt 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 HS : Biên độ tăng dần. ngoại lực F biến đổi điều hòa theo thời gian HS : Biên độ không thay đổi F = F0 cost và xét xem vật chuyển động như thế HS : Quan sát đồ thị dao động. nào. GV : Chuyển động của vật dưới tác HS : Dạng sin dụng của ngoại lực nói trên như thế nào ?
  3. HS : Bằng tần số góc  của ngoại GV : Đồ thị ly độ x trong giai đoạn lực. cưỡng bức có đặc điểm gì ? GV : Tần số góc của dao động HS : Tỉ lệ với biên độ F0 của ngoại cưỡng bức có đặc điểm gì ? lực. GV : Biên độ của dao động cưỡng Hoạt động 2 : bức có đặc điểm gì ? HS : Giá trị cực đại của biên độ A của dao động cưỡng bức đạt được GV : Giới thiệu đường biểu diễn A khi tần số góc của ngoại lực bằng tần theo  hình vẽ 17.2 trong sách giáo số góc riêng 0 của hệ dao động tắt khoa. dần. GV : Theo dõi đường biểu diễn Em HS : Định nghĩa hiện cộng hưởng. thấy được điều gì ? Hoạt động 3 : GV : Hiện tượng cộng hưởng là gì ? HS : Vẽ hình. GV : Hãy vẽ lại đường biểu diễn sự HS : Nếu ma sát giảm thì giá trị cực phụ thuộc của biên độ A của dao đại của biên độ tăng. động vào tần số góc  của ngoại lực GV : Nếu ma sát giảm thì giá trị cực HS : Hiện tượng cộng hưởng rõ nét đại của biên độ như thế nào ?
  4. hơn. GV : Hiện tượng cộng hưởng có đặc điểm gì ? Hoạt động 4 : HS : Xảy ra dưới tác dụng của ngoại GV : Em hãy cho biết khi nào dao lực tuần hoàn có tần số góc  bất kỳ. động cưỡng bức xảy ra ? HS : Xảy ra dưới tác dụng của ngoại GV : Em hãy cho biết khi nào dao lực tuần hoàn có tần số góc  bằng động duy trì xảy ra ? với tần số góc 0 của dao động tự do của hệ. GV : Dao động cưỡng bức khi cộng hưởng có điểm giống với dao động duy trì ở chổ nào ? HS : Cả hai đều có tần số góc  bằng tần số góc riêng 0 của hệ dao động. GV : Dao động cưỡng bức gây nên bởi một ngoại lực có đặc điểm gì ? HS : Ngoại lực độc lập đối với hệ. GV : Dao động duy trì gây nên bởi một ngoại lực có đặc điểm gì ? HS : Ngoại lực được điều khiển bởi chính dao động ấy qua một cơ cấu
  5. nào đó ? GV : Cộng hưởng có lợi không ? Hoạt động 5 : GV : Cộng hưởng có hại không ? HS : Tần số kế, lên dây đàn. HS : Chế tạo các máy móc, lắp đặt máy. 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 của lực 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 lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc cả vào độ chênh lệch giữa tần số cưỡng bức càng gần với tần số riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn. Biên độ
  6. dao động cưỡng bức có giá trị cực đại khi tần số của dao động cưỡng bức bằng 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 đại khi tần số góc của ngoại lực bằng tần số góc riêng o của hệ dao động tắt dần, được gọi là hiện tượng cộng hưởng. Nếu ma sát giảm thì giá trị cực đại của biên độ tăng. Hiện tượng cộng hưởng rõ nét hơn. 3. Phân biệt dao động cưỡng bức và dao động duy trì * Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số góc  bất kỳ. Sau giai đoạn chuyển tiếp thì dao động cưỡng bức có tần số góc bằng tần số góc của ngoại lực. * Dao động cưỡng bức cũng xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực, nhưng ở đây ngoại lực được điều khiển để có tần số góc  bằng tần số góc o của dao động tự do của hệ. * Dao động cưỡng bức khi cộng hưởng có điểm giống với dao động duy trì : cả hai đều có tần số góc bằng tần số góc riêng o của hệ dao động. Tuy vậy vẫn có sự khác nhau : dao động cưỡng bức gây nên bởi ngoại lực độc lập đối với hệ, còn dao động duy trì kì dao động riêng của hệ được bù thêm năng
  7. lượng do một lực được điều khiển bởi chính dao động ấy qua một cơ cấu nào đó. 4. Ứng dụng hiện tượng cộng hưởng Chế tạo tần số kế. Lên dây đàn… Trong một số trường hợp, hiện tượng cộng hưởng có thể dẫn tới kết quả làm gẫy, vỡ các vật bị dao động cưỡng bức, do đó khi chế tạo các máy móc, phải làm sao cho tần số riêng của mỗi bộ phận trong máy khác nhiều so với tần số biến đổi của các lực có thể tác dụng lên bộ phận ấy, hoặc làm cho dao động riêng tắt rất nhanh. V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và các bài tập 1. Xem bài 18.
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản