Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực

- Biết được khi tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại. Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức cực đại gọi là cộng hưởng. Cộng hưởng thể hiện rõ khima sát nhỏ. - Biết được rằng hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế

2. Kỹ năng:

- Nhận biết các loại dao động cưỡng bức, cộng hưởng trong thực tế.1. Giáo viên : - Thí nghiệm H 11.4 SGK bằng trình chiếu . 2. Học sinh : Ôn khái niệm hệ dao động, dao động tự do, tần số riêng.
1. Dao động tắt dần là gì? Nguyên nhân của dao động tắt dần? Đặc điểm dao động tắt dần chậm. 2. Dao động duy trì là gì ? Đặc điểm của dao động duy trì?3. Tạo tình huống học tập: Con lắc lò xo, vật nặng đứng yên ở vị trí cân bằng, ta tác dụng lên vật mộtngoại lực F biến đổi điều hòa theo thời gian F = Focos Ωt và xét xem vật chuyển động như thế nào?Hoạt động của HS Hoạt động của GVKiến thức HĐ 1: Hình thành khái niệm, nguyên nhân dao đô ̣ng tắt dần. Khái niệm dao đô ̣ng tắt dần chậm13 Quan sát đồ thị và nhận xét: + Trong giai đoạn chuyển tiếpbiên độ tăng dần đến giá trị cực đại .+ Trong giai đoạn ổn định biên độ không thay đổi+ Xem sách: - Dạng sin- Bằng tần số góc của ngoại lực.- Tỉ lệ với biên độ Fcủa ngoại lực và phụ thuộc vào tần sốngoại lực. + Chuyển động của vật dưới tácdụng của ngoại lực nói trên có mấy giai đoạn.+ Dựa vào đồ thị ly độ xt của dao động cho biết trong giai đoạnchuyển tiếp, trong giai đoạn ổn định biên độ dao động như thếnào? + Thông báo khái niệm dao độngcưỡng bức và đặc điểm. - Dao động cưỡng bức có dạnggì? - Tần số góc của dao động cưỡngbức có đặc điểm gì ? - Biên độ của dao động cưỡngbức có đặc điểm gì ? 1. Dao động cưỡng bức+ Dao động gây ra bởi một ngoại lực biến đổi điều hòatheo thời gian F = Focos Ωt được gọi là dao động cưỡngbức + Đặc điểm của dao độngcưỡng bức− Dao động cưỡng bức là điềuhòa có dạng sin −Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡngbức. −Biên độ dao động cưỡng bức tỉ lệ thuận với biên độ củalực cưỡng bức và còn phụ thuộc vào tần số của ngoại lực.HĐ 2: Hình thành khái niệm sự cộng hưởng.10 + Biên độ của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vàobiên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc cả vào độ chênhlệch giữa tần số cưỡng bức càng gần với tần số riêng thìbiên độ dao động cưỡng bức càng lớn. Biên độ dao độngcưỡng bức có giá trị cực đại khi tần số của dao động cưỡng bứcbằng tần số riêng của hệ dao động.+ Ma sát nhỏ thì giá trị cực đại của biên độ lớn hơn. Hiệntượng cộng hưởng rõ nét hơn. + Với biên độ Focủa ngoại lực đã cho. Giới thiệu đường biểu diễn Atheo Ωhình vẽ 11.2 SGK. Nhận xét?+ Hiện tượng cộng hưởng là gì ?+ Quan sát H 11.3. Nhận xét biên độ cực đại của 2 trường hợp masát khác nhau - Nếu ma sát giảm thì giá trị cựcđại của biên độ như thế nào?2. Sự cộng hưởng : + Hiện tượng biên độ của daođộng cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số góc củangoại lực bằng tần số góc riêngωocủa hệ dao động tắt dần, được gọi là hiện tượng cộnghưởng. + Với cùng ngoại lực, nếu masát giảm thì giá trị cực đại của biên độ tăng. Hiện tượng cộnghưởng rõ nét hơn.Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng VươngHĐ 3: Phân biệt dao động cưỡng bức và dao động duy trì. Các ứng dụng hiện tượng cộng hưởng10 + Xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hồn có tần sốgóc Ωbất kỳ. + Xảy ra dưới tác dụng củangoại lực tuần hồn có tần số gócω bằng với tần số gócω của dao động tự do của hệ.+ Cả hai đều có tần số góc ωbằng tần số góc riêng ωcủa hệ dao động.- Ngoại lực độc lập đối với hệ dao động .- Ngoại lực được điều khiển bởi chính dao động ấy qua mộtcơ cấu nào đó ?+ Hs xem sách + Tần số kế, lên dây đàn.+ Chế tạo các máy móc, lắp đặt máy.+Cho biết khi nào dao động cưỡng bức xảy ra ?+ Cho biết khi nào dao động duy trì xảy ra?+ Dao động cưỡng bức khi cộng hưởng có điểm giống, khác vớidao động duy trì ở chổ nào ?+ Cộng hưởng có lợi khơng? Cho ví dụ+ Cộng hưởng có hại khơng ? Cho ví dụ+ Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng củangoại lực tuần hồn có tần số gócΩ bất kỳ. Sau giai đoạnchuyển tiếp thì dao động cưỡng bức có tần số góc bằng tần sốgóc Ωcủa ngoại lực. + Dao động duy trì cũng xảy radưới tác dụng của ngoại lực, nhưng ở đây ngoại lực đượcđiều khiển để có tần số gócω bằng tần số gócωocủa dao động tự do của hệ.+ Dao động cưỡng bức khi cộng hưởng có điểm giống vớidao động duy trì: cả hai đều có tần số góc bằng tần số gócriêngωocủa hệ dao động.+ Chế tạo tần số kế. Lên dây đàn…+ Trong một số trường hợp, hiện tượng cộng hưởng có thểdẫn tới kết quả làm gẫy, vỡ các vật bị dao động cưỡng bức, dođó khi chế tạo các máy móc, phải làm sao cho tần số riêngcủa mỗi bộ phận trong máy khác nhiều so với tần số biếnđổi của các lực có thể tác dụng lên bộ phận ấy, hoặc làm chodao động riêng tắt rất nhanh.C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: 51. Thế nào là sự cộng hưởng? Cộng hưởng có lợi hay có hại? 2. Phân biệt dao động cưỡng bức và dao động duy trì?Bài tập về nhà: 1,2 56 SGK. Đọc phần em có biếtIV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ngày soa ̣n : 2382008Tiết : 20- Biết rằng có thể thay thế việc cộng hai hàm dạng sin x1và x2cùng tần số góc bằng việc cộng hai vectơ quay tương ứng1X uurvà2X uurở thời điểm t = 0. Nếu x1↔1X uur, x2↔2X uurthì x1+ x2↔1X uur+2X uurGiáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng VươngBÀI 12: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

Chọn phát biểu sai về hiện tượng cộng hưởng.

A. Điều kiện cộng hưởng là hệ phải dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn và tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ.

B. Biên độ cộng hưởng dao động phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức mà không phụ thuộc vào lực cản của môi trường.

C. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra trong dao động cưỡng bức.

D. Khi xảy ra cộng hưởng, biên độ của dao động cưỡng bức tăng đột ngột và đạt giá trị cực đại.

Câu hỏi hot cùng chủ đề

18/05/2020 3,383

A. Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động được gọi là sự cộng hưởng

B. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi ngoại lực cưỡng bức lớn hơn lực ma sát gât tắt dần

Đáp án chính xác

C. Biên độ của dao động cưỡng bức khi có cộng hưởng càng lớn khi ma sát càng nhỏ

D. Hiện tượng cộng hưởng có thể có lợi hoặc có hại trong đời sống và kĩ thuật

Chọn B

Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng là tần số ngoại lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động, khi đó biên độ dao động đạt cực đại

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu hỏi: Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi

A.tần số của lực cưỡng bức lớn hơn tần số dao động riêng của hệ.

B.tần số của lực cưỡng bức nhỏ hơn tần số dao động riêng của hệ.

C.tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ.

D.tần số của lực cưỡng bức gấp đôi tần số dao động riêng của hệ.

Lời giải:

Đáp án đúng:C.tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ.

Giải thích:

Cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức sẽ tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của f0của hệ.

Cùng Toploigiai tìm hiểu thêm về dao động và hiện tượng cộng hưởng nhé

I. Trong đời sống, dao động là gì?

Dao động là sự lặp đi lặp lại nhiều lần một trạng thái bình thường của một vật nào đó.

Chúng ta có thể gặp phải rất nhiều các dao động trong đời sống hàng ngày, dao đông của con lắc đồng hồ, dao động của cầu khi xe vừa chạy qua hay dao động của dòng điện trong mạch….

II. Trong cơ học, dao động là gì?

Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian và lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng. Dao động cơ học là một biến thiên liên tục giữa 2 năng lượng động năng và thế năng

Các loại dao động trong cơ học vật lý là:

1. Dao động tự do

Dao động mà chu kì dao động của vật chỉphụ thuộc các đặc tính của hệ dao động,không phụ thuộc vào bất kì các yếu tố bên ngoàiđược gọi là dao động tự do.Chu kì giao động tự do đó gọi là chu kì dao động riêng.

2. Dao động tắt dần

a. Định nghĩa

Là dao động mà ở đó biên độ giảm dần theo thời gian.

b. Nguyên nhân

Do có lực ma sát của môi trường lên cơ hệ. Lực này sẽ thực hiện công âm làm cơ năng của con lắc sẽ giảm dần. Ma sát càng lớn. dao động ngừng lại càng nhanh.

c. Chú ý khi làm bài tập

3. Dao động duy trì

a. Định nghĩa

Là dao động có biên độ không có đổi theo thời gian

b. Nguyên tắc duy trì dao động

Về nguyên tắc ta phải tác dụng vào con lắc một lực tuần hoàn với tần số bằng tần số riêng. Lực này phải nhỏ sao cho không làm biến đổi tần số riêng của con lắc, cung cấp cho nó một năng lượng đúng bằng phần năng lượng sẽ bị tiêu hao sau mỗi nửa chu kì.

4. Dao động cưỡng bức

a. Định nghĩa

Dao động cưỡng bức là dao động luôn chịu tác dụng từ ngoại lực biến thiên tuần hoàn, biểu thức lực có dạng là:

F = F0cos[ωt + φ].

b. Đặc điểm:

Có 2 đặc điểm chính của daođộng cưỡng bức như sau:

* Về tần số: Trong khoảng thời gian ban đầu nhỏ, dao động của vật sẽ là một dao động phức tạp vì đó là sự tổng hợp của dao động riêng và của dao động do ngoại lực gây ra. Sau khoảng thời gian nhỏnày, dao động riêng bị tắt dần hẳn, chỉ còn lại dao động do tác dụng của ngoại lực gây ra vàđólà dao động cưỡng bức, dao động cưỡng bức này cótần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

* Về biên độ: Dao động cưỡng bức sẽ có biên độ phụ thuộc vào F0, vào ma sát và đặc biệt sẽ phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số f của lực cưỡng bức và tần số riêng f0của hệ. Nếu tần số f càng gần với tần số riêng f0thì biên độ của dao động cưỡng bức sẽ càng tăng, và nếu f ≈ f0thì xảy ra cộng hưởng.

Chú ý: Dao động duy trì và dao động cưỡng bức có những sự khác biệt sau:

- Về sự bù đắp năng lượng:

+ Tự dao động: cung cấp một lần năng lượng, sau đó hệ sẽ tự bù đắp năng lượng từ từ cho con lắc.

+ Dao động cưỡng bức: sẽ bù đắp năng lượng cho con lắc từ từ trong từng chu kì và do ngoại lực thực hiện thường xuyên.

- Về tần số:

+ Tự dao động: dao động duy trì và theo tần số f0của hệ.

+ Dao động cưỡng bức: dao động duy trì và theo tần số f của ngoại lực.

c. Sự cộng hưởng

- Định nghĩa. Cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức sẽ tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của f0của hệ.

- Đặc điểm:Hiện tượng thểhiện rõ nét nếu lực cản của môi trường là nhỏ.

- Ứng dụng của cộng hưởng:

* Cộng hưởng có lợi:

-Với một lực nhỏ có thể tạo dao động có biên độ vô cùng lớn. Ví dụ một em nhỏ cần đưa võng cho người lớn, sức của em bé chỉ có hạn nên không thế đấy võng lên cao ngay được, nhưng nếu em bé đẩy võng bằng đúng xung nhịp mà tần số bằng tần số riêng của võng thìcó thểđưa võng lên rất cao.

- Bản thân dây đàn phát ra âm rất nhỏ, nhưng nhờ bầu đàn đóng vai trò hộp cộng hưởng mà âm phát ra to hơn rất nhiều.

* Cộng hưởng có hại:Mọi vật đàn hồi đều là hệ dao động và đều có tần sốriêng của nó. Đó có thể là chiếc cầu, bệ máy, khung xe, thành tàu, vv.... Nếu vì một lý do nào đó chúng dao động cộng hưởng với một vật dao động khác, như vậy làm chúng rung lên rất mạnh và có thể bị gãy, đổ.

Trên đây là những nội dung mà Toploigiai muốn chia sẻ đến các bạn. Hy vọng qua bài viết, các bạn sẽ tự trả lời được câu hỏi hiện tượng cộng hưởng là gì? Nắm rõ và lý giải được bản chất của dao động. Chúc các bạn học tập tốt.

Video liên quan