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.