BÀI 17 : DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG I / MỤC TIÊU : Biết dao động cưỡng ổn định có tần số tần số ngoại lực, có biên độ phụ thuộc tần số ngoại lực Biên độ cực đại tần số ngoại lực tần số dao động riêng hệ Hiện tượng biên độ dao động cưỡng cực đại gọi cộng hưởng Cộng hưởng thể rõ ma sát nhỏ Biết tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng thực tế kể vài ứng dụng II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : chuẩn bị TN mục TN tốn nhiều thời gian Việc xác định chu kỳ T0 (và suy tần số góc 0) lắc A chu kì T lắc B ứng với số (có thể 5) vị trí khác nặng khối lượng M nên làm trước, học Cần có bảng hình bán nguyệt có chia độ, đặt song song với mặt phẳng dao động lắc A (ở phía sau) để đo biên độ dao động lắc Khi làm TN cho lắc B dao động nhiều lần (mỗi lần ứng với vị trí khác nặng) tất lần phải có biên độ Vì cần phải có mốc để đánh dấu biên độ, đặt cạnh mặt phẳng dao động lắc B Có thể không làm TN cột phải mà thông báo kết / Học sinh : Xem lại khái niệm dao động tắt dần Quan sát nguyên tắc hoạt động tần số kế Quan sát kỹ thuật lên dây đàn III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên Hoạt động : HS : Quan sát thí nghiệm GV : Bây vật nặng đứng yên vị trí cân bằng, ta tác dụng lên vật ngoại HS : Biên độ tăng dần lực F biến đổi điều hòa theo thời gian F = F0 cost HS : Biên độ không thay đổi xét xem vật chuyển động HS : Quan sát đồ thị dao động GV : Chuyển động vật tác dụng ngoại lực nói HS : Dạng sin ? GV : Đồ thị ly độ x giai đoạn HS : Bằng tần số góc  ngoại lực cưỡng có đặc điểm ? GV : Tần số góc dao động cưỡng HS : Tỉ lệ với biên độ F0 ngoại lực có đặc điểm ? Hoạt động : GV : Biên độ dao động cưỡng HS : Giá trị cực đại biên độ A có đặc điểm ? dao động cưỡng đạt tần số góc ngoại lực tần số góc riêng GV : Giới thiệu đường biểu diễn A theo 0 hệ dao động tắt dần  hình vẽ 17.2 sách giáo khoa HS : Định nghĩa cộng hưởng GV : Theo dõi đường biểu diễn Em Hoạt động : thấy điều ? HS : Vẽ hình GV : Hiện tượng cộng hưởng ? HS : Nếu ma sát giảm giá trị cực đại GV : Hãy vẽ lại đường biểu diễn phụ biên độ tăng thuộc biên độ A dao động vào tần số góc  ngoại lực HS : Hiện tượng cộng hưởng rõ nét GV : Nếu ma sát giảm giá trị cực đại biên độ ? GV : Hiện tượng cộng hưởng có đặc Hoạt động : điểm ? HS : Xảy tác dụng ngoại lực tuần hoàn có tần số góc  GV : Em cho biết dao động cưỡng xảy ? HS : Xảy tác dụng ngoại lực tuần hoàn có tần số góc  với GV : Em cho biết dao tần số góc 0 dao động tự động trì xảy ? hệ GV : Dao động cưỡng cộng HS : Cả hai có tần số góc  hưởng có điểm giống với dao động tần số góc riêng  hệ dao động trì chổ ? HS : Ngoại lực độc lập hệ GV : Dao động cưỡng gây nên ngoại lực có đặc điểm ? HS : Ngoại lực điều khiển GV : Dao động trì gây nên dao động qua cấu ngoại lực có đặc điểm ? ? Hoạt động : GV : Cộng hưởng có lợi không ? HS : Tần số kế, lên dây đàn GV : Cộng hưởng có hại không ? HS : Chế tạo máy móc, lắp đặt máy IV / NỘI DUNG : Dao động cưỡng * Dao động gây ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian F = Focos(t + ) gọi dao động cưỡng * Đặc điểm dao động cưỡng  Dao động cưỡng có biên độ không đổi có tần số tần số lực cưỡng  Dao động cưỡng điều hòa (có dạng sin)  Biên độ dao động cưỡng không phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng mà phụ thuộc vào độ chênh lệch tần số cưỡng gần với tần số riêng biên độ dao động cưỡng lớn Biên độ dao động cưỡng có giá trị cực đại tần số dao động cưỡng tần số riêng hệ dao động Sự cộng hưởng : Hiện tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá trị cực đại tần số góc ngoại lực tần số góc riêng  o hệ dao động tắt dần, gọi tượng cộng hưởng Nếu ma sát giảm giá trị cực đại biên độ tăng Hiện tượng cộng hưởng rõ nét Phân biệt dao động cưỡng dao động trì * Dao động cưỡng dao động xảy tác dụng ngoại lực tuần hoàn có tần số góc  Sau giai đoạn chuyển tiếp dao động cưỡng có tần số góc tần số góc ngoại lực * Dao động cưỡng xảy tác dụng ngoại lực, ngoại lực điều khiển để có tần số góc  tần số góc  o dao động tự hệ * Dao động cưỡng cộng hưởng có điểm giống với dao động trì : hai có tần số góc tần số góc riêng  o hệ dao động Tuy có khác : dao động cưỡng gây nên ngoại lực độc lập hệ, dao động trì kì dao động riêng hệ bù thêm lượng lực điều khiển dao động qua cấu Ứng dụng tượng cộng hưởng Chế tạo tần số kế Lên dây đàn… Trong số trường hợp, tượng cộng hưởng dẫn tới kết làm gẫy, vỡ vật bị dao động cưỡng bức, chế tạo máy móc, phải cho tần số riêng phận máy khác nhiều so với tần số biến đổi lực tác dụng lên phận ấy, làm cho dao động riêng tắt nhanh V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, tập Xem 18