Soạn mới giáo án Vật lí 11 KNTT bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia HS thành 6 – 8 nhóm.

- GV giới thiệu cho HS về thí nghiệm dao động tắt dần như nội dung Hoạt động (SGK – tr24)

+ Dụng cụ thí nghiệm:

+ Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình 6.1a.

Bước 2: Bật đồng thời hai công tắc trên hộp gỗ để nam châm không hút quả nặng nữa (con lắc bắt đầu dao động), con lăn đồng thời chuyển động đẩy tấm gốc ghi đồ thị chuyển động theo, khi con lắc dao động, bút lông gắn trên quả nặng tiếp cúc với tâm ghi đồ thị và cho nhận xét về biên độ dao động của con lắc đơn.

Bước 3: Khi con lăn đã lăn hết tấm ghi đồ thị, đóng hai công tắc trên hộp gỗ (con lăn và con lắc ngừng hoạt động) tháo tấm ghi đồ thị ra, quan sát và cho nhận xét về biên độ và chu kì của con lắc đơn.

à GV theo dõi các nhóm, kịp thời giúp đỡ, gợi ý, hướng dẫn và động viên các nhóm.

- GV yêu cầu đại diện các nhóm báo cáo và nhận xét kết quả thí nghiệm.

- GV tiếp tục nêu câu hỏi: Hãy giải thích tại sao dao động lại tắt dần?

+ Gợi ý: Do lực ma sát và lực cản không khí,…

- GV hướng dẫn HS tìm hiểu nguyên nhân gây ra dao động tắt dần.

- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận: Khi con lắc dao động, nó chịu những lực ma sát và lực cản nào? Những lực này chuyển hóa dần cơ năng thành dạng năng lượng nào?

+ Gợi ý: Khi con lắc dao động, nó chịu lực ma sát ở chỗ treo và ở chỗ tiếp xúc giữa bút dạ với tấm nhựa. Ngoài ra, nó còn chịu lực cản của không khí…

- GV nhận xét và phát biểu thành kết luận về dao động tắt dần.

- Để củng cố kiến thức, GV tổ chức để HS tìm hiểu ví dụ và ứng dụng của dao động tắt dần theo Câu hỏi (SGK – tr25)

Hãy tìm trong thực tế ví dụ về dao động tắt dần và cho biết trong mỗi trường hợp thì dao động tắt dần là có lợi hay có hại.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí nghiệm, hình ảnh, chăm chú nghe GV giảng bài, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

II. DAO ĐỘNG TẮT DẦN

1. Dao động tự do

Trong các bài trước, ta đã giả thiết không có lực ma sát tác dụng vào con lắc.Con lắc dao động với biên độ và tần số riêng (kí hiệu là f₀) không đổi. Dao động như vậy gọi là dao động tự do vì nó chỉ phụ thuộc vào đặc tính của con lắc.

2. Dao động tắt dần

+ Trong dao động tắt dần biên độ giảm dần theo thời gian, còn chu kì (hay tần số) không đổi.

+ Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần.

+ Nguyên nhân làm dao động tắt dần là do lực ma sát và lực cản của môi trường.

3. Ứng dụng

- Bộ phận giảm xóc của xe máy là ứng dụng của dao động tắt dần…

Câu hỏi (SGK – tr25)

Ví dụ về dao động tắt dần:

- Lò xo giảm xóc của mô tô, một số xe đạp sau khi đi qua đoạn đường mấp mô dao động tắt dần thì dao động tắt dần có lợi.

- Dao động của xích đu ở đầu bài là tắt dần, trong trường hợp này dao động tắt dần là có hại vì muốn duy trì dao động thì lại cần phải bù năng lượng cho nó.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV phân tích một ví dụ cụ thể về dao động cưỡng bức: Khi đến bến xe buýt, xe chỉ tạm dừng nên không tắt máy, thân xe vẫn dao động. Dao động đó là dao động cưỡng bức dưới tác dụng của lực cưỡng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyển động của pit-tông trong xi lạnh của máy nổ.

- Dựa vào ví dụ, GV giới thiệu với HS về khái niệm dao động cưỡng bức.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, tìm hiểu thêm về ví dụ và đặc điểm của dao động cưỡng bức và trả lời Câu hỏi (SGK – tr25)

Tìm thêm ví dụ về dao động cưỡng bức.

- GV cho HS thảo luận nhóm đôi, nghiên cứu SGK và tìm hiểu về đặc điểm của dao động cưỡng bức.

- GV đặt câu hỏi: Tần số và biên độ của dao động cưỡng bức có đặc điểm gì?

- Sau khi HS phát biểu, GV nhận xét và kết luận về đặc điểm của dao động cưỡng bức, yêu cầu HS ghi vào vở.

- GV chia lớp thành 4 – 5 nhóm.

- GV tổ chức cho HS làm theo nội dung Hoạt động (SGK – tr26)

+ Dụng cụ thí nghiệm

+ Dự đoán hiện tượng xảy ra với các con lắc khi con lắc Đ được kéo sang một bên theo phương vuông góc với thanh rồi thả ra và dự đoán con lắc nào dao động mạnh nhất.

+ Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 6.3.

Bước 2: Điều khiển con lắc Đ sang một bên theo phương vuông góc với thanh rồi thả ra cho dao động.

à GV theo dõi các nhóm, kịp thời giúp đỡ, gợi ý, hướng dẫn và động viên các nhóm.

- GV yêu cầu đại diện các nhóm báo cáo, nhận xét kết quả thí nghiệm.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí nghiệm, hình ảnh, chăm chú nghe GV giảng bài, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

II. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

1. Khái niệm dao động cưỡng bức

Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số f bất kì. Khi dao động ổn định, tần số dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực.

*Câu hỏi (SGK – tr25)

Ví dụ về dao động cưỡng bức: Để giữ cho xích đu không dao động tắt dần người ta thường tác dụng lực vào mỗi nửa chu kì dao động của vật để xích đu được duy trì với biên độ không đổi.

2. Đặc điểm:

Dao động cưỡng bức khi ổn định có những đặc điểm sau đây:

- Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

- Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ ngoại lực, độ lớn lực cản của môi trường, độ chênh lệch giữa tần số của ngoại lực và tần số riêng của hệ dao động.

*Hoạt động (SGK – tr26)

- Con lắc 3 dao động mạnh nhất.

- Khi tần số của các con lắc càng gần với tần số của con lắc điều khiển thì biên độ của nó càng tăng.