DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
I MỤC TIÊU
Nhận biết được hiện tượng dao động tắt dần và nguyên nhân của hiện
tượng.
Nêu được nguyên tắc chung để duy trì dao động.
Nhận biết được đặc điểm của dao động cưỡng bức khi đã ổn định.
Mô tả được hiện tượng cộng hưởng và nêu được điều kiện xảy ra hiện
tượng cộng hưởng, ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng.
II CHUẨN BỊ
Giáo viên
Một con lắc lò xo dọc ngâm trong chậu nước.
Một thiết bị duy trì dao động của con lắc.
Thí nghiệm về dao động cưỡng bức của con lắc lò xo.
Mô hình tần số kế đơn giản.
III GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Tìm hiểu dao động tắt dần và nguyên nhân của nó
GV yêu cầu HS mô tả lại tính tuần hoàn của dao động của con lắc đơn và
nêu câu hỏi : Nếu ta theo dõi chuyển động của con lắc đơn trong một thời gian dài
thì chuyển động đó có còn tuần hoàn nữa không? Thay đổi như thế nào? (Biên độ
giảm dần rồi dừng lại).
Đưa ra khái niệm dao động tắt dần.
Yêu cầu HS tìm nguyên nhân của hiện tượng tắt dần.
Làm thí nghiệm con lắc lò xo chuyển động trong nước để xét ảnh hưởng
của lực cản đến chuyển động của con lắc.
Yêu cầu HS giải thích ý nghĩa của các đồ thị trên Hình 4.2 SGK. Tự tìm
hiểu tác dụng của bộ giảm xóc trong xe máy.
2. Tìm hiểu dao động duy trì.
Ta đã biết nguyên nhân của sự tắt dần của dao động. Vậy làm thế nào để
tránh sự tắt dần, duy trì được dao động tuần hoàn?
Giải pháp : Dùng một ngoại lực tác dụng để bù lại sự giảm biên độ, chú ý là
mỗi chu kì chỉ tác dụng ngoại lực một lần với cường độ vừa đủ để bù lại ảnh
hưởng của lực ma sát hay lực cản.
3. Tìm hiểu dao động cưỡng bức
GV yêu cầu HS nhận biết chu kì dao động riêng của con lắc lò xo dọc trong
thí nghiệm ở hình 4.5 SGK.
Sau đó quay đều tay quay với một tần số khác, lớn hơn tần số riêng của lò
xo.
Sau vài giây, con lắc lò xo có một dao động ổn định ăn khớp với chuyển
động lên xuống của trục khuỷu K.
Từ đó rút ra nhận xét : Dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần
số của ngoại lực.
4. Tìm hiểu hiện tượng cộng hưởng.
Đặt vấn đề. Hãy dự đoán xem có hiện tượng gì xảy ra nếu tần số của ngoại
lực tác dụng bằng tần số riêng của vật dao động? (Ngoại lực chỉ đẩy nhanh thêm
chứ không cản trở chuyển động).
Biên độ dao động cưỡng bức sẽ tăng mạnh.
GV làm thí nghiệm biểu diễn. Có thể làm thí nghiệm như ở hình 4.7 SGK
trong đó làm thay đổi tần số của lực tác dụng. Có thể làm thí nghiệm như giới
thiệu ở phần Những điều cần lưu ý (Hình 4.1) trong đó tần số của lực tác dụng
được giữ không đổi mà thay đổi tần số của thanh đàn hồi dao động.
Yêu cầu HS rút ra nhận xét về điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
5. Tìm hiểu ứng dụng hiện tượng cộng hưởng để làm tần số kế.
Yêu cầu HS tự đọc SGK rồi trình bày trước lớp về nguyên tắc hoạt động của tần
số kế đơn giản và ảnh hưởng của hiện tượng cộng hưởng trong đời sống và kĩ
thuật.