Giáo án môn Vật lí 12 - Tiết 7 - Bài 4: Dao động tắt dần – dao động cộng hưởng

Tiết ( PPCT): 7
Ngày soạn: / 08 / 2017
Lớp 12 A1; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A2; tiết( TKB ) .; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A3; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A4; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Bài 4
DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CỘNG HƯỞNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng
- Nêu được ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng
- Giải thích được nguyên nhân của dao động tắ dần và vai trò của dao động duy trì
- Vẽ và giải được đường cong cộng hưởng
2. Kĩ năng
- Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan vè để giải các bài tập liên quan trong bài
3. Thái độ
- Nghiêm túc, yêu thích bộ môn, có ý thức quan sát thí nghiệm 
II. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
1. Chuẩn bị của GV
- Các VD về dao động tắt dàn, dao động cưỡng bức, dao động duy trì, sự cộng hưởng có lời và có hại
- Con lắc đơn, Bộ thí nghiệm như hình 4.3 SGK
2. Chuẩn bị của HS
- Ôn lại kiến thức về cơ năng của con lắc
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
1. Ổn định lớp
2. Kiểm tra bài cũ: ( Không )
3. Nội dung bài mới
Hoạt động 1: Tìm hiểu dao động tắt dần
Hoạt động GV-HS
Nội dung
* GV tiến hành thí nghiệm nhanh với con lắc đơn yêu cầu HS quan sát hiện tượng rồi rút ra nhận xét, thông qua các câu hỏi
+ Có nhận xét gì về biên độ dao động của con lắc?
Gv hướng dẫn: Quan sát góc lệch của dây treo quả nặng
Hs: Cá nhân quan sát và nhận xét
GV: Khi kéo con lắc ra khỏi VTCB rồi buông tay thì con lắc sẽ dao động với biên độ giảm dần. dao động như thế gọi là dao động tắt dần
?/ Vậy dao động tắt dần là gì?
Hs:Cá nhân trả lời câu hỏi của GV
Gv ? /Hãy giải thích tại sao con lắc lại dao động tắt dần?
 G/ý: Con lắc sẽ dao động điều hòa với điều kiện gì?
Hs:Cá nhân trả lời câu hỏi của G
Gv: Lực ma sát với không khí ảnh hưởng như thế nào đến sự dao động của con lắc? cản trở hay thúc đẩy chuyển động của con lắc? vì sao? 
Hs: Cá nhân trả lời
Gv: Khí có ma sát thì sẽ gây ra năng lượng dưới dạng nào? Khi đó cơ năng của con lắc có được bảo toàn không? Tăng hay giảm? vì sao?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv: Người ta đã lợi dụng dao động tắt dần trong nhiều trường hợp, ví dụ như các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô, xe máy
Hs: Tiếp thu, ghi nhớ
Gv: Hãy kể thêm một vài ví dụ về dao động tắt dần và ứng dụng của dao động tắt dần?
Hs: Cá nhân trả lời
I. DAO ĐỘNG TẮT DẦN
1. Thế nào là dao động tắt dần
* Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
2. Giải thích
Nguyên nhân làm dao động tắt dần và dừng lại là do lực ma sát và lực cản của môi trường
3. Ứng dụng ( SGK)
Các thiết bị đóng của tự động hay giảm xóc otô . Là những ứng dụng của dao động tắt dần
Hoạt động 2: tìm hiểu dao động duy trì
Gv: Muốn giữ cho biên độ dao động của con lắc không đổi với chu kì riêng của nó thì phải dùng một thiết bị nhằm cung cấp cho con lắc một năng lượng sau mỗi chu kì. Phần năng lượng này có giá trị đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát
Hs: Nhận thức vấn đề
Gv: Khi đó con lắc tiếp tục dao động với chu kì đúng bằng chu kì riêng ban đầu. dao động như vậy gọi là dao động duy trì
Hs: Tiếp thu, ghi nhớ
Gv ?/ Hãy tìm ví dụ về dao động duy trì?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv: Trong dao động duy trì có hệ dao động tự duy trì, VD như các đồng hồ. Trong đồng hồ có một cơ cấu bù năng lượng được điều khiển bằng chính dao động riêng của hệ. Nhờ vậy mà hệ dao động với chu kì riêng và với biên độ không đổi. Bên cạnh đó có hệ dao động với thông số thay đổi được, VD khi chơi xích đu, người đu duy trì dao động bằng cách nhún người, động tác nhún ở mỗi lần là khác nhau nên xích đu có thể dao động với biên độ khác nhau
Hs: Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ, ghi chép theo ý hiểu
II. DAO ĐỘNG DUY TRÌ
1. Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động duy trì
2. VD
+ Dao động của con lắc đồng hồ
Hoạt động 3: Tìm hiểu về dao động cưỡng bức
Gv đặt vấn đề
?/ Vậy dao động cưỡng bức là gì?
Hs: Cá nhân trả lời
GV cho HS đọc thông tin trong SGK tìm hiểu về VD dao động cưỡng bức
Hs: Đọc thông tin và tìm hiểu ví dụ về dao động cưỡng bức
GV ?/ Dao động cưỡng bức có đặc điểm gì khác so với dao động tắt dần? 
G/ý: - So sánh biên độ của dao động cưỡng bức và biên độ của dao động tắt dần?
GV: So sánh tần số của dao động cưỡng bức và tần số của dao động tắt dần?
HS thảo luận nhóm và trả lời
Gv: Biên độ của hai dao động phụ thuộc vào yếu tố nào?
Gv: Nếu tần số dao động của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn
HS hoàn thành yêu cầu C1s
III: DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
1. Thế nào là dao động cưỡng bức
Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức
2. Ví dụ
Khi vận động viên nhảy cầu đứng ở ván cầu, nếu càng nhún nhiều lần thì ván cầu sẽ càng dao động mạnh hơn, khác với chu kì dao động riêng của ván
3. Đặc điểm
a. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số phụ thuộc vào tần số của lực cưỡng bức.
b. Biên độ dao động phụ thuộc biên độ của lực cưỡng bức và phum thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡngbức và tần số dao động riêng của hệ dao động
Hoạt động 4: Tìm hiểu hiện tượng cộng hưởng
Gv:Chúng ta biết rằng khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số dao động riêng của hệ dao đồng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn. Giá trị này sẽ đạt cực đại nếu tần số f của lực cưỡng bức đúng bằng tần số dao động riêng. Khi đó xảy ra hiện tượng cộng hưởng
Nhận thức vấn đề
GV: Sử dụng hình vẽ 4.4 để mô tả sự tăng vọt giá trị biên độ khi có hiện tượng cộng hưởng.
HS quan sát hình vẽ
Gv ?/ Hiện tượng cộng hưởng là gì?
Gv ?/ Để xảy ra hiện tượng cộng hưởng cần có điều kiện gì?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv: Yêu cầu học sinh đọc SGK để biết hiện tượng cộng hưởng được giải thích như thế nào
Hs: Cá nhân tìm hiểu thông tin SGK
Gv: Hiện tượng cộng hưởng có thể có lợi cũng có thể có hại. Hãy tìm ví dụ chững tỏ điều đó
HS hoàn thành yêu cầu C2
Gv; HS tìm các ví dụ chứng minh hiện tượng cộng hưởng có lợi và có hại
Hs: Cá nhân trả lời
IV. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
1/ Định nghĩa
Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến một giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng fo của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng
* Đk f = fo 
2. Giải thích: ( SGK)
Khi tần số riêng của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động thì hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhành đúng lúc, do đó biên độ dao động tăng dần. khi biên độ cực đại và không đổi thì tốc độ tiêu hao năng lượng do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ.
3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng: ( SGK)
4. Củng cố vận dụng
	* HS trả lời các câu hỏi
	+ Nêu đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng
	+ Giải thích đường cong cộng hưởng
5. Hướng dẫn tự học
	+ HS làm bài tập 6 SGK
	+ Ôn lại kiến thức về hình chiếu một véc tơ xuống hai trục tọa độ