Bài 4. Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12_CB_ NĂM HỌC 2011-2012
Tiết 05 Bài 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN
VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC.
NỘI DUNG CƠ BẢN
I. Dao động tắt dần
II. Dao động duy trì
III.Dao động cưỡng bức
IV.Hiện tượng cộng hưởng
- Khi không có ma sát con lắc dao động điều hoà với tần số riêng (fo). Gọi là tần số riêng vì nó chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc.
Các em hảy quan sát ?
DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
Tắt dần
Cưỡng bức
1. Thế nào là dao động tắt dần ?
DAO ĐỘNG TẮT DẦN
Tắt dần
Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
Nguyên nhân nào gây ra dao động tắt dần? Hiện tượng tắt dần phụ thuộc yếu tố nào?
Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần là do ma sát.
Ma sát càng lớn dao động tắt dần diễn ra càng nhanh và ngược lại.
Nhìn vào các đồ thị em hãy cho biết sự tắt dần của con lắc trong các trường hợp như thế nào ?
1. Thế nào là dao động tắt dần ?
2. Giải thích
- Do lực cản của môi trường làm cơ năng của con lắc chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. Vì thế làm biên độ của con lắc giảm dần và cuối cùng dừng lại.
3. Ứng dụng (Sgk)
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. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì.
Thế naò là dao động duy trì ?
Dao động duy trì
Sự tự dao động
Dao động của con lắc đồng hồ được duy trì nhờ sự cung cấp năng lượng từ một dây cót.
Sau một chu kỳ dao động của quả lắc dây cót giãn ra một chút thông qua hệ thống bánh răng và những cơ cấu thích hợp để cung cấp năng lượng cho con lắc giúp năng lượng con lắc bảo toàn nên dao động của nó được duy trì.
3
6
12
9
Dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực được gọi là sự tự dao động.
Hệ bao gồm: Vật dao động, nguồn năng lượng, và cơ cấu truyền năng lượng gọi là hệ tự dao động.
Sự tự dao động
Dao động cưỡng bức: tần số là tần số ngoại lực, biên độ phụ thuộc ngoại lực.
Sự tự dao động: biên độ và tần số giống như khi vật dao đô�ng tự do.
3
6
12
9
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.
Dao động cưỡng bức.
1. Thế nào là dao động cưỡng bức?
2. Ví dụ (Sgk)
3. Đặc điểm
- Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức (f = fcb).
- Biên độ của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ . Khi fcb càng gần fo thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn.
.Sự cộng hưởng
.Sự cộng hưởng
+ Thí nghiệm:
A
m
A
B
L
m
M
F
- Cho con lắc A dao động ta đo được tần số của nó là f0
Khi B dao động nó tác dụng lực cưỡng bức lên A làm A dao động.
- Dao động của A mạnh nhất khi tần số lực cưỡng bức (tần số ngoại lực) f bằng tần số riêng f0 của A (f=f0)
Cho B dao động tần số f. Thay đổi chiều dài của B để thay đổi f của nó.
Hình a
Hình b
1. Định nghĩa:
- Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến 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.
- Điều kiện fcb = fo
IV. Hiện tượng cộng hưởng
1. Định nghĩa:
2. Giải thích (Sgk)
3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng
- Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, cầu, bệ máy, khung xe …
- Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita, viôlon …
IV. Hiện tượng cộng hưởng
1.Dao động tắt dần là dao động:
a.Có li độ phụ thuộc theo thời gian theo dạng sin hay cosin.
b.Của hệ chỉ chịu ảnh hưởng của nội lực.
c.Có biên độ giảm dần theo thời gian.
d.Có chu kì luôn luôn không đổi.
Củng cố
2.Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần là do?
a.biên độ dao động giảm dần.
b.lực ma sát và lực cản của không khí.
c.dao động không còn là dao động điều hòa.
d.có ngoại lực tuần hoàn tác dụng vào hệ.
CỦNG CỐ
3.Điều kiện để có dao động cưỡng bức?
a.Có ngoại lực tác dụng vào hệ dao động.
b.Biên động dao động thay đổi.
c.Có ngoại lực tuần hoàn tác dụng vào hệ.
d.Do có lực ma sát tác dụng vào hệ.
Củng cố
1. Nhận xét nào sau đây là không đúng.
A. Dao động tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn.
B. Dao động duy trì có chu kì bằng chu kì dao động riêng của con lắc .
C. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số lực cưỡng bức.
2. Phát biểu nào sau đây là không đúng ?
A. Biên độ của dao động riêng chỉ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu để tạo lên dao động.
B. Biên độ của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian.
C. Biên độ của dđ duy trì phụ thuộc vào phần năng lượng cung cấp thêm cho dao động trong mỗi chu kì
D. Biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.
3. Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dđđh. B. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dđ riêng
C. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dđ tắt dần. D.Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dđ cưỡng bức
4. Phát biểu nào sau đây là không đúng ? Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng là
A. tần số góc lực cưỡng bức bằng tần số góc dđ riêng.
B. tần số lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng.
C. chu kì lực cưỡng bức bằng chu kì dao động riêng.
D. biên độ lực cưỡng bức bằng biên độ dao động riêng.
5. Nhận xét nào sau đây về dao động tắt dần là đúng?
A. Có tần số và biên độ giảm dần theo thời gian. B. Môi trường càng nhớt thì dao động tắt dần càng nhanh
C. Có năng lượng dao động luôn không đổi theo thời gian.
D. Biên độ không đổi nhưng tốc độ dao động thì giảm dần.
6. Nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ tắt dần?
A.Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian. B. Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh
C. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
D. Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa.
7. Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai?
A. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức.
B. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức.
C. Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ.
D. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.
8. Dao động tắt dần là một dao động có:
A. biên độ giảm dần do ma sát.
B. chu kì tăng tỉ lệ với thời gian.
có ma sát cực đại.
D. biên độ thay đổi liên tục.
9. Dao động duy trì là dao động tắt dần mà người ta đã:
A. Làm mất lực cản của môi trường đối với vật chuyển động.
B. Tác dụng vào vật một ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian.
C. Kích thích lại dao động sau khi dao động bị tắt hẳn.
D. Cung cấp cho vật một phần năng lượng đúng bằng năng lượng của vật bị tiêu hao trong từng chu kì.
10. Sự cộng hưởng xảy ra trong dao động cưỡng bức khi:
A. Hệ dao động với tần số dao động lớn nhất B. Ngoại lực tác dụng lên vật biến thiên tuần hoàn.
C. Dao động không có ma sát D. Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số dao động riêng
11. Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi được 50cm. Chu kỳ dao động riêng của nước trong xô là 1s. Để nước trong xô sóng sánh mạnh nhất thì người đó phải đi với vận tốc
A. v = 100cm/s. B. v = 75cm/s.
C. v = 50cm/s. D. v = 25cm/s.
12. Một người đèo hai thùng nước ở phía sau xe đạp và đạp xe trên một con đường lát bê tông. Cứ cách 3m, trên đường lại có một rãnh nhỏ. Chu kỳ dao động riêng của nước trong thùng là 0,6s. Để nước trong thùng sóng sánh mạnh nhất thì người đó phải đi với vận tốc là
A. v = 10m/s. B. v = 10km/h.
C. v = 18m/s. D. v = 18km/h.
13. Một hành khách dùng dây chằng cao su treo một chiếc ba lô lên trần toa tầu, ngay phía trên một trục bánh xe của toa tầu. Khối lượng ba lô là 16kg, hệ số cứng của dây chằng cao su là 900N/m, chiều dài mỗi thanh ray là 12,5m, ở chỗ nối hai thanh ray có một khe hở nhỏ. Để ba lô dao động mạnh nhất thì tầu phải chạy với vận tốc là
A. v ? 27km/h. B. v ? 54km/h. C. v ? 27m/s. D. v ? 54m/s.
DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
Tắt dần
Cưỡng bức
Sự tự dao động
Dao động của con lắc đồng hồ được duy trì nhờ sự cung cấp năng lượng từ một dây cót.
Sau một chu kỳ dao động của quả lắc dây cót giãn ra một chút thông qua hệ thống bánh răng và những cơ cấu thích hợp để cung cấp năng lượng cho con lắc giúp năng lượng con lắc bảo toàn nên dao động của nó được duy trì.
Dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực được gọi là sự tự dao động.
Hệ bao gồm: Vật dao động, nguồn năng lượng, và cơ cấu truyền năng lượng gọi là hệ tự dao động.
Dao động cưỡng bức: tần số là tần số ngoại lực, biên độ phụ thuộc ngoại lực.
Sự tự dao động: biên độ và tần số giống như khi vật dao đô�ng tự do.
3
6
12
9