Giáo án vật lý - Tiết 8:dao động tắt dần và dao động cưỡng bức

Tiết 8: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC (Tiết 1: Dao động tắt dần và dao động cưỡng bức) I. Mục đích yêu cầu: - Nắm được các khái niệm dao động tắt dần, nguyên nhân, ứng dụng; dao động cưỡng bức, đặc điểm và lực cưỡng bức (điều kiện gây ra dao động cưỡng bức). * Trọng tâm: Dao động cưỡng bức. * Phương pháp: Pháp vấn, diễn giảng II. Chuẩn bị: HS xem Sgk. III. Tiến hành lên lớp: A. Ổn định: B. Kiểm tra: Trình bày mối liên hệ giữa dao động điều hòa và dao động tròn đều? C. Bài mới. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG I.* Hs nhận xét: xét dao động của một con lắc, của dây đàn, xem dao động có phải là mãi mãi không? (không)  Vậy dao động điều hòa chỉ là lý tưởng, các dao động thật bao giờ cũng tắt dần. I. Dao động tắt dần: 1. Định nghĩa: Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian là dao động tắt dần. 2. Nguyên nhân: - Nguyên nhân làm tắt dần dao động do ma Nguyên nhân để dao động tắt dần? (do ma sát giữa vật và môi trường).  Với một dao động tắt dần, hs nhận xét gì về sự biến thiên của A, T, f theo thời gian? (Càng về cuối dao động: A giảm, T tăng, f giảm). * Hs nhận xét, con lắc dao động trong các môi trường: không khí, nước, dầu nhớt, con lắc dao động ở đâu sẽ chóng tắt hơn? Vì sao? * Lợi, hại của dao động tắt dần: GV hướng dẫn hs xem Sgk và trả lời: + Ảnh hưởng của dao động tắt dần đối với con lắc đồng hồ? + Ôtô đi qua những chỗ gồ ghề  bị xóc mạnh. Nếu lò xo giảm xóc đặt trong không khí, sau khi vượt qua chỗ xóc, xe dao động như thế nào? Và ảnh hưởng như thế nào đối với người đi xe? (xe dao động nhiều  mệt mỏi, khó chịu). + Nếu lò xo giảm xóc đặt trong xilanh chứa sát giữa vật dao động và môi trường. - Xét dao động của con lắc: lực ma sát luôn luôn hướng ngược chiều chuyển động, nên sinh công âm (công cản), làm cơ năng của con lắc giảm dần (chuyển hóa thành nhiệt năng) - Lực ma sát càng lớn  dao động tắt càng nhanh. 3. Lợi hại của dao động tắt dần: Xem Sgk trang 21 * Hại: dao động của con lắc đồng hồ * Lợi: hệ thống giảm xóc của ôtô, xe máy. đầy dầu nhớt thì dao động của xe sẽ như thế nào? (Dao động chóng tắt  người đi xe đỡ mệt). II.* Xét dao động của con lắc đồng hồ, để dao động không tắt dần, thì người ta phải làm gì? * Xét dao động giản đơn là dao động của một con lắc, để không tắt dần, cách đơn giản nhất là ta tác dụng vào nó một ngoại lực biến đổi tuần hoàn, lực là gọi là lực cưỡng bức. * Trong thời gian ban đầu  nào đó, dao động của con lắc là sự tổng hợp của dao động riêng và dao động do ngoại lực gây ra. Sau khoảng thời gian t, dao động riêng tắt hẳn, con lắc chỉ dao động do tác dụng của ngoại lực (có tần số bằng tần số của ngoại lực). Vậy: sau khoảng thời gian t thì dao động mới được gọi là dao động cưỡng bức. Thời gian t bao giờ cũng nhỏ hơn, nhiều lần II. Dao động cưỡng bức: 1. Định nghĩa: dao động chịu tác dụng của một lực cưỡng bức biến thiên tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức. Lực cưỡng bức: Fn = H sin(t+j) Với: H: biên độ của ngoại lực.; : tần số góc của ngoại lực. * Chú ý: tần số f = w/2p là tần số của ngoại lực, tần số này khác với tần số riêng f0 của hệ. 2. Đặc điểm của dao động cưỡng bức: - Chỉ xét dao động cưỡng bức sau thời gian  (khoảng thời gian sau khi dao động riêng tắt hẳn) - Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngọai lực (vì lúc này dao động chỉ chịu tác dụng của ngoại lực). thời gian dao động cưỡng bức nên có thể bỏ qua dao động trong thời gian t - Nếu lực cưỡng bức duy trì lâu dài thì dao động cưỡng bức cũng được duy trì lâu dài. - Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức f và tần số riêng f0 của hệ. Nếu: * f càng gần f0  biên độ của dao động cưỡng bức càng tăng. * f = f0  biên độ của dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại và ở hệ xảy ra hiện tượng cộng hưởng. D. Củng cố: Nhắc lại các định nghĩa trên. E. Dặn dò: Hs xem tiếp phần còn lại.