Soạn mới giáo án Vật lí 11 cánh diều bài 4: Dao động tắt dần – Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV dựa vào video ở Hoạt động mở đầu, cho HS nhận xét về biên độ dao động của mô hình tòa nhà trong video.

- GV chiếu hình ảnh đồ thị dao động tắt dần trong môi trường có lực cản nhỏ (hình 4.2) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK tìm hiểu nguyên nhân của dao động tắt dần.

- GV đặt câu hỏi:

+ Dao động tắt dần là gì?

+ Hãy giải thích tại sao dao động lại tắt dần?

- GV lưu ý với HS: Cơ năng của dao động tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr29)

Câu hỏi 1 (SGK – tr29)

Giải thích tại sao, trong môi trường có lực cản, dao động của các vật lại tắt dần.

Câu hỏi 2 (SGK – tr29)

Vì sao nếu chỉ đẩy một lần, xích đu sẽ dao động một vài chu kì rồi dừng lại?

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về dao động tắt dần, yêu cầu HS ghi bài vào vở.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm đôi, trả lời nội dung Luyện tập 1 (SGK – tr29)

Lấy ví dụ về dao động tắt dần trong thực tế.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát 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.

I. DAO ĐỘNG TẮT DẦN

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr29)

Trong môi trường có lực cản, sẽ sinh ra ma sát từ đó phát sinh năng lượng hao phí dẫn đến năng lượng ban đầu của dao động chuyển hoá dần thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, âm thanh,…). Từ đó biên độ dao động giảm dần và tắt hẳn dẫn đến dao động của các vật sẽ tắt dần theo thời gian.

*Trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr29)

Vì trong quá trình dao động, xích đu chịu tác dụng của ngoại lực tác dụng (lực cản không khí, lực ma sát, …) dẫn đến năng lượng bị chuyển hoá thành năng lượng hao phí, biên độ giảm dần và cuối cùng xích đu sẽ dừng lại sau một vài chu kì.

*Kết luận:

- Trong môi trường không có lực cản, cơ năng của vật dao động được bảo toàn và dao động của nó được duy trì mãi mãi.

- Trong thực tế, dao động của các vật sẽ giảm dần biên độ, dao động như vậy được gọi là dao động tắt dần. Kí hiệu A₀ để chỉ biên độ dao động của vật trong chu kì đầu. Sau mỗi chu kì, biên độ dao động của vật sẽ giảm dần.

*Trả lời Luyện tập 1 (SGK – tr29)

Ví dụ về dao động tắt dần:

- Bộ phận đóng khép cửa tự động.

- Dao động của xe máy khi qua đoạn đường bị xóc (bộ phận giảm xóc của xe máy).

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đưa ra ví dụ và phân tích: Khi đến mỗi bến, xe buýt chỉ tạm dừng nên không tắt máy, hành khách trên xe nhận thấy thân xe 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 xilanh của động cơ.

- Từ ví dụ trên, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK tìm hiểu về dao động cưỡng bức.

- GV đặt câu hỏi:

+ Dao động cưỡng bức là gì?

+ Tần số của dao động cưỡng bức có đặc điểm gì?

- GV kết luận về dao động cưỡng bức.

- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Câu hỏi 3 (SGK – tr30)

Lấy ví dụ các hệ dao động cưỡng bức trong thực tế.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, 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 VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG

1. Dao động cưỡng bức

- Để một vật dao động không tắt dần, người ta thường tác dụng vào nó một ngoại lực cưỡng bức biến thiên tuần hoàn. Khi đó, dao động của vật được gọi là dao động cưỡng bức. Lúc này, vật dao động với tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.

*Trả lời Câu hỏi 3 (SGK – tr30)

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.