Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức (Bản hay)

BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12_CB_ NĂM HỌC 2011-2012 
GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG 
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN TN 
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 ( f o ). Gọi là tần số riêng vì nó chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc . 
Các em hảy quan sát ? 
 DAO ÑOÄNG TAÉT DAÀN VAØ DAO ÑOÄNG CÖÔÕNG BÖÙC 
 
Taét daàn 
Cöôõng böùc 
1. Thế nào là dao động tắt dần ? 
 DAO ÑOÄNG TAÉT DAÀN 
Taét daàn 
Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian . 
Nguyeân nhaân naøo gaây ra dao ñoäng taét daàn ? Hieän töôïng taét daàn phuï thuoäc yeáu toá naøo ? 
o 
x 
t 
c) 
Nhôùt 
Nguyeân nhaân gaây ra dao ñoäng taét daàn laø do ma saùt . 
Ma saùt caøng lôùn dao ñoäng taét daàn dieãn ra caøng nhanh vaø ngöôïc laïi . 
a) 
o 
x 
t 
Khoâng khí 
o 
x 
b) 
t 
Nöôùc 
Nhìn vaøo caùc ñoà thò em haõy cho bieát söï taét daàn cuûa con laéc trong caùc tröôøng hôïp nhö theá naøo ? 
a) 
o 
x 
t 
Khoâng khí 
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 
 Söï töï dao ñoäng 
Dao ñoäng cuûa con laéc ñoàng hoà ñöôïc duy trì nhôø söï cung caáp naêng löôïng töø moät daây coùt . 
Sau moät chu kyø dao ñoäng cuûa quaû laéc daây coùt giaõn ra moät chuùt thoâng qua heä thoáng baùnh raêng vaø nhöõng cô caáu thích hôïp ñeå cung caáp naêng löôïng cho con laéc giuùp naêng löôïng con laéc baûo toaøn neân dao ñoäng cuûa noù ñöôïc duy trì . 
3 
6 
12 
9 
Dao ñoäng ñöôïc duy trì maø khoâng caàn taùc duïng cuûa ngoaïi löïc ñöôïc goïi laø söï töï dao ñoäng . 
Heä bao goàm : Vaät dao ñoäng , nguoàn naêng löôïng , vaø cô caáu truyeàn naêng löôïng goïi laø heä töï dao ñoäng . 
 Söï töï dao ñoäng 
Dao ñoäng cöôõng böùc : taàn soá laø taàn soá ngoaïi löïc , bieân ñoä phuï thuoäc ngoaïi löïc . 
Söï töï dao ñoäng : bieân ñoä vaø taàn soá gioáng nhö khi vaät dao ñoâïng töï 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 = f cb ). 
- 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 f cb càng gần f o thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn . 
. Söï coäng höôûng 
. Söï coäng höôûng 
+ Thí nghieäm : 
A 
m 
A 
B 
L 
m 
M 
M 
B 
F 
- Cho con laéc A dao ñoäng ta ño ñöôïc taàn soá cuûa noù laø f 0 
 Khi B dao ñoäng noù taùc duïng löïc cöôõng böùc leân A laøm A dao ñoäng . 
- Dao ñoäng cuûa A maïnh nhaát khi taàn soá löïc cöôõng böùc ( taàn soá ngoaïi löïc ) f baèng taàn soá rieâng f 0 cuûa A (f=f 0 ) 
Cho B dao ñoäng taàn soá f. Thay ñoåi chieàu daøi cuûa B ñeå thay ñoåi f cuûa noù . 
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 f o của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng . 
- Điều kiện f cb = f o 
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 . 
C ủng 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 . 
C ủng 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 . Mét ng­êi x¸ch mét x« n­íc ®i trªn ®­êng, mçi b­íc ®i ®­îc 50cm. Chu kú dao ®éng riªng cña n­íc trong x« lµ 1s. §Ó n­íc trong x« sãng s¸nh m¹nh nhÊt th× ng­êi ®ã ph¶i ®i víi vËn tèc 
 A. v = 100cm/s.	 B. v = 75cm/s.	 
 C. v = 50cm/s.	 D. v = 25cm/s. 
12 . Mét ng­êi ®Ìo hai thïng n­íc ë phÝa sau xe ®¹p vµ ®¹p xe trªn mét con ®­êng l¸t bª t«ng. Cø c¸ch 3m, trªn ®­êng l¹i cã mét r·nh nhá. Chu kú dao ®éng riªng cña n­íc trong thïng lµ 0,6s. §Ó n­íc trong thïng sãng s¸nh m¹nh nhÊt th× ng­êi ®ã ph¶i ®i víi vËn tèc lµ 
 A. v = 10m/s.	 B. v = 10km/h.	 
 C. v = 18m/s.	 D. v = 18km/h. 
13 . Mét hµnh kh¸ch dïng d©y ch»ng cao su treo mét chiÕc ba l« lªn trÇn toa tÇu, ngay phÝa trªn mét trôc b¸nh xe cña toa tÇu. Khèi l­îng ba l« lµ 16kg, hÖ sè cøng cña d©y ch»ng cao su lµ 900N/m, chiÒu dµi mçi thanh ray lµ 12,5m, ë chç nèi hai thanh ray cã mét khe hë nhá. §Ó ba l« dao ®éng m¹nh nhÊt th× tÇu ph¶i ch¹y víi vËn tèc lµ 
A. v  27km/h. B. v  54km/h .	 C. v  27m/s. D. v  54m/s. 
 Baøi : DAO ÑOÄNG TAÉT DAÀN VAØ DAO ÑOÄNG CÖÔÕNG BÖÙC 
 
Taét daàn 
Cöôõng böùc 
 Söï töï dao ñoäng 
Dao ñoäng cuûa con laéc ñoàng hoà ñöôïc duy trì nhôø söï cung caáp naêng löôïng töø moät daây coùt . 
Sau moät chu kyø dao ñoäng cuûa quaû laéc daây coùt giaõn ra moät chuùt thoâng qua heä thoáng baùnh raêng vaø nhöõng cô caáu thích hôïp ñeå cung caáp naêng löôïng cho con laéc giuùp naêng löôïng con laéc baûo toaøn neân dao ñoäng cuûa noù ñöôïc duy trì . 
Dao ñoäng ñöôïc duy trì maø khoâng caàn taùc duïng cuûa ngoaïi löïc ñöôïc goïi laø söï töï dao ñoäng . 
Heä bao goàm : Vaät dao ñoäng , nguoàn naêng löôïng , vaø cô caáu truyeàn naêng löôïng goïi laø heä töï dao ñoäng . 
Dao ñoäng cöôõng böùc : taàn soá laø taàn soá ngoaïi löïc , bieân ñoä phuï thuoäc ngoaïi löïc . 
Söï töï dao ñoäng : bieân ñoä vaø taàn soá gioáng nhö khi vaät dao ñoâïng töï do. 
3 
6 
12 
9