Báo cáo tổng kếtđề tài nghiên cứu khoa học của sinh viên tham gia cuộc thi sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 2015 ứng dụng working modeltrong dạy học vật lý phần cơ học lớp 8

Đề tài nghiên cứu khoa học Năm học: 2014-2015KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2014-201

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

Trang 2

Đề tài nghiên cứu khoa học Năm học: 2014-2015

KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA

CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2014-2015

ỨNG DỤNG WORKING MODEL TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ PHẦN CƠ HỌC LỚP 8.

Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Thu Hồng Nam, Nữ: Nữ

Dân tộc: Kinh

Lớp, khoa: C13VL01, Khoa: Khoa học tự nhiên Năm thứ: 2 /Số năm đào tạo: 3Ngành học: Sư phạm vật lý

Giáo viên hướng dẫn:

Họ và tên: Trần Minh Tiến Học vị: Thạc sĩ

Đơn vị công tác (Khoa, Phòng): Khoa học tự nhiên Địa chỉ nhà riêng: 190 Hưng Thọ, Hưng Định , Thuận An, Bình Dương

Điện thoại nhà riêng:

Di động: 0907566023 E-mail: tientm@tdmu.edu.vn

Trang 3

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU

MỘT

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: ỨNG DỤNG WORKING MODEL TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ PHẦN CƠ HỌC LỚP 8

- Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Thu Hồng

- Lớp: C13VL01 Khoa: Khoa học tự nhiên Năm thứ: 2 Số năm đào tạo: 3

- Người hướng dẫn: Trần Minh Tiến

2 Mục tiêu đề tài:

- Thiết kế được các thí nghiệm mô phỏng vật lý phần cơ học bằng Working Model

- Thiết kế được các giáo án lý thuyết và bài tập có sử dụng các thí nghiệm mô phỏng

- Đánh giá hiệu quả bước đầu các giáo án lý thuyết và bài tập có sử dụng các thínghiệm mô phỏng thông qua giảng dạy

4 Kết quả nghiên cứu:

- Bộ thí nghiệm mô phỏng vật lý phần cơ học

- Các giáo án lý thuyết và bài tập có sử dụng các thí nghiệm mô phỏng

Trang 4

Đây có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên, sinh viên sư phạm chuyên ngànhvật lý

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên

tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở

đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

thực hiện đề tài :

- Trong quá trình thực hiện đề tài, các em đã thể hiện lòng nhiệt tình, say mê nghiêncứu, tích cực tham khảo nhiều tài liệu khác nhau, chịu khó học hỏi và trao đổi với cácgiáo viên có kinh nghiệm về lĩnh vực nghiên cứu của đề tài

- Trong quá trình làm việc nhóm, các em đã thể hiện tinh thần đoàn kết cao, phân chiacông việc hợp lý, không có sự so sánh công việc nặng nhẹ giữa các thành viên trongnhóm, mỗi thành viên đều cố gắng cao nhất để đề tài được hoàn thành

- Kết quả đề tài là nguồn tư liệu tham khảo tốt cho giáo viên vật lý ở các trườngTHCS cũng như các sinh viên đang học ngành Sư phạm Vật lý ở trường Đại học ThủDầu Một và những ai quan tâm đến đề tài

Trang 6

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Phạm Thị Thu Hồng

Sinh ngày: 27 tháng 3 năm 1995

Nơi sinh: Thuận An-Bình Dương

Lớp: C13VL01 Khóa: 2013-2016

Khoa: Khoa học tự nhiên

Địa chỉ liên hệ: 197A, Hưng Lộc, Hưng Định, Thuận An, Bình Dương

Điện thoại: 01692393115 Email: Thuhongpham2703@gmail.com

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích của sinh viên từ năm thứ 1 đến năm

Ngành học: Sư phạm Vật Lý Khoa: Khoa học tự nhiên

Kết quả xếp loại học tập: Trung bình khá

Sơ lược thành tích:

Ngày tháng năm

Ảnh 4x6

Trang 7

Xác nhận của lãnh đạo khoa

2 Phạm Thị Thu Hồng 1311402110029 C13VL01 KHTN

Trang 8

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ……… 4

*Lí do chọn đề tài ……….……… 4

*Mục tiêu đề tài … ……… 6

*Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu …… … 6

*Một số công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài …….……… 6

CHƯƠNG 1: PHẦN MỀM WORKING MODEL ……… 7

1.1 Giới thiệu chung về phần mềm Working Model ……….……… 7

1.2 Cách cài đặt phần mềm ……….……… 7

1.3 Khởi động và giới thiệu giao diện Working Model ……… 10

1.3.1 Khởi động ……… 10

1.3.2 Giới thiệu giao diện Working model ……… 10

1.4 Cách thức làm việc của Working Model ……… 11

1.4.1 Thao tác với các đối tượng trong Working Model ……… 11

1.4.2 Working Model là môi trường soạn thảo thông minh ……… 11

1.4.3 Cách thức làm việc của Working Model ……… 11

1.5 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Working Model ……… 12

1.5.1 File ……… 12

1.5.2 Edit ……… 12

1.5.3 World ……… 13

1.5.4 View ……… 16

1.5.5 Object ……… 17

1.5.6 Define ……… 17

1.5.7 Measure ……… 18

1.5.8 Script ……… 19

1.5.9 Window ……… 20

1.6 Các bước khi thiết lập mô phỏng ……… 22

1.6.1 Vẽ mô phỏng ……… 22

Trang 9

1.6.2 Thiết lập các thông số ……… 23

1.6.3 Thiết lập hiển thị ……… 24

CHƯƠNG 2:ỨNG DỤNG PHẦN MỀM WORKING MODEL ……… 25

2.1 Mô hình mô phỏng lực ma sát ……… 25

2.2 Mô phỏng mô hình chuyển động đều và chuyển động không đều ……… 26

2.3 Mô hình mô phỏng thế năng của vật ……… … 28

2.4.Mô hình mô phỏng động năng của vật ……… …30

2.5 Mô hình mô phỏng con lắc ……….… 31

2.6 Mô hình mô phỏng công suất của vật ……… 32

2.7 Mô phỏng mô hình vật thực hiện công cơ học ……… 34

2.8 Mô hình mô phỏng lực quán tính ……… 36

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG GIÁO ÁN GIẢNG DẠY……… 38

Bài 1 : Chuyển động đều – Chuyển động không đều ……… 38

Bài 2: Lực ma sát ……… 43

Bài 3: Cơ năng ……… 50

Bài 4: Công suất ……… 56

Bài 5: Sự cân bằng lực – Quán tính ……… 61

Bài 6: Công cơ học ……… 67

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ……….…… 72

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… 73

Trang 10

Hình 4: Mô hình mô phỏng động năng của vật

30

Hình 7:

34

Trang 11

MỞ ĐẦU

* Lý do chọn đề tài:

- Hiện nay, ngành công nghệ thông tin ngày càng phát triển và được ứng dụngrộng rãi trong nhiều lĩnh vực Trong thời gian vừa qua, công nghệ thông tin cũng đã

và đang vận dụng vào ngành giáo dục, nhờ đó mà việc giảng dạy đã trở nên phổ biến

và đạt được hiệu quả nhất định

-Trong tất cả các bộ môn, công nghệ thông tin góp phần làm cho bài giảngđược sinh động và cuốn hút sự chú tâm của học sinh vào bài giảng Nhờ đó, các emhiểu bài tốt và tạo ra tinh thần hứng thú trong việc học tập hơn Đặc biệt, đối với các

bộ môn cần phải làm thí nghiệm để học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng xảy ra, màtrong quá trình giảng dạy bộ môn Vật lý, giáo viên còn gặp nhiều khó khăn do cónhiều hiện tượng Vật lý gây bất lợi trong khi tiến hành thí nghiệm

- Để khắc phục những khó khăn đó, trong những năm gần đây, bộ môn này đã

sử dụng rất nhiều thành tựu khoa học công nghệ vào giảng dạy Ứng dụng công nghệthông tin vào quá trình giảng dạy cũng như học tập ngày càng được quan tâm nhiềuhơn nhằm nâng cao chất lượng dạy học

- Bộ môn Vật lý là bộ môn có kiến thức và giải thích được nhiều hiện tượngxảy ra trong cuộc sống xung quanh Chính vì vậy, ngoài việc giảng dạy kiến thứctrong sách giáo khoa, cần phải kết hợp tiến hành làm thí nghiệm để lôi cuốn niềmđam mê, kích thích sự tò mò, học hỏi, khám phá của học sinh và cũng là một trongcác biện pháp quan trọng nhất để phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học môn Vật

lý Điều này quyết định bởi đặc điểm của khoa học Vật lí vốn là khoa học thựcnghiệm và bởi nguyên tắc dạy học là nguyên tắc trực quan “ học đi đôi với hành” Thínghiệm giúp học sinh minh họa, kiểm chứng, dự đoán, phát hiện các quy luật cũngnhư làm sáng tỏ mối quan hệ giữa sự vật hiện tượng xảy ra trong tự nhiên và đời sốngsản xuất

-Trong thực tế, khi dạy học các bài có nội dung liên quan đến những hiệntượng, nếu giáo viên chỉ dạy theo lối thông báo thí nghiệm thì học sinh sẽ tiếp thu

Trang 12

kiến thức một cách thụ động, gây ra sự nhàm chán trong quá trình học tập Nhưngnếu, dùng thí nghiệm thì học sinh không những tiếp thu kiến thức một cách tự lực màcòn tạo ra sự tư duy sáng tạo, linh hoạt cho học sinh Đa số, các học sinh chưa địnhhướng được cách học, chưa thực sự tập trung vào việc học, dẫn đến kết quả học tậpchưa tốt Hơn nữa, việc hình thành những khái niệm Vật lý hiệu quả, nhất là quanghiên cứu các thí nghiệm, bởi đó là những hiện tượng cụ thể mà giáo viên không thểdùng những từ ngữ để mô tả đầy đủ, cụ thể chính xác

Vì vậy, có thể nói rằng thí nghiệm là nguồn cung cấp thông tin chính xác,khách quan về các hiện tượng, sự vật Mặt khác, thông qua thí nghiệm thì kiến thức

mà học sinh tiếp nhận mới đạt chất lượng, hiệu quả Đồng thời, chính việc sử dụngthí nghiệm trong dạy học thí nghiệm mới đem lại sự kích thích, tò mò của học sinh,bên cạnh đó còn giúp cho học sinh có sự tự tin vào kiến thức được lĩnh hội Tạo niềmđam mê học tập đối với bộ môn Vật lý, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạohơn trong quá trình nhận thức cũng như hăng hái tham gia vào công cuộc khám phákiến thức mới thông qua thí nghiệm

Đặc thù của bộ môn Vật lý khi đánh giá chất lượng học tập thông qua việc giảibài tập của học sinh Bởi lẽ đó, học sinh muốn giải tốt bài tập thì phải hiểu, nắm chắc

lý thuyết Việc giải bài tập Vật lý có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong quá trình họctập môn Vật lý ở trường phổ thông Vì việc giải bài tập giúp các em vận dụng kiếnthức vào các bài tập cụ thể nhằm khắc sâu và củng cố kiến thức Đồng thời còn gópphần hình thành một số phẩm chất: tính kiên trì, bền bỉ, tư duy lôgic, trừu tượng, khảnăng tập trung, sáng tạo… mà muốn giải được bài tập học sinh cần phải hình dung

và hiểu được hiện tượng, quá trình Vật lý mà bài tập đề cập Đây là bước ban đầu đểđịnh hướng tìm được kết quả bài toán Chính vì vậy, việc nắm rõ các hiện tượng bàitoán sẽ giúp cho học sinh giải tốt các bài tập Vật lý

Hiện nay có rất nhiều phần mềm được ứng dụng trong dạy học Vật lý:Crocodile Physics, Physics Simulations, Working Model, Mapple… Trong đó, phầnmềm Working Model là phần mềm có ứng dụng cao trong dạy học, các thí nghiệm

cơ học được thiết kế dễ dàng, ta có thể thiết kế các thí nghiệm cho học sinh hiểu được

Trang 13

một số lý thuyết thông qua hình ảnh trực quan, cũng có thể làm thí nghiệm mô phỏngkhi mà không có đủ điều kiện làm thí nghiệm thật Working Model có thể tạo môphỏng hình ảnh hoạt nghiệm rất tốt điều này sẽ giúp học sinh hiểu các hiện tượngtrong các bài tập, từ đó có phương pháp giải bài tập tốt nhất Đặc biệt trong môitrường Wordking Model có thể tính toán kết quả một số bài tập Từ đó, có thể kiểmchứng kết quả sau khi giải bài tập của học sinh.

Chính vì các lý do đã nêu trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “ Ứng dụngWorking Model trong dạy học Vật lý phần cơ học ở trường Trung học cơ sở ”

* Mục tiêu đề tài:

- Hiểu rõ cách sử dụng phần mềm Working Model

- Thiết kế được các thí nghiệm mô phỏng vật lý phần cơ học bằng Working Model

- Thiết kế được các giáo án lý thuyết và bài tập có sử dụng các thí nghiệm mô phỏng

* Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

- Chương trình vật lý THCS

- Phần mềm Working Model và các tài liệu liên quan

* Một số công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài:

Trong thời gian qua đã có một số công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài:

-“ Ứng dụng phần mềm mô phỏng Working Model 2D mô phỏng quá trình làm việc

của máy đào một gầu truyền động thủy lực” của tác giả Dương Mạnh Hùng.

- “Ứng dụng phần mềm Working Model để mô phỏng các hiện tượng vật lý” của tácgiả Trần Nhật Trung

- “Ứng dụng phần mềm Working Model trong dạy bài tập vật lý phần động lực họcchất điểm” của tác giả Nguyễn Đình Ngọc

Trang 14

CHƯƠNG 1:

PHẦN MỀM WORKING MODEL

1.1 Giới thiệu chung về phần mềm Working Model [4]

 Phần mềm mô phỏng (simulation software) được sử dụng ngày càng nhiều trong dạy học phổ thông hỗ trợ cho phương pháp dạy học truyền thống kết hợp với công nghệ thông tin.

 Các lý do để ngày càng nhiều giáo viên Vật lí chọn phần mềm Working Model bao gồm:

 Một là, mô phỏng bằng máy tính sẽ mang lại tính an toàn và hiệu quả

trong dạy học so với thực nghiệm.

 Hai là, công cụ mô phỏng giúp học sinh nắm được các khái niệm một cách

linh hoạt, dễ liên hệ thực tế hơn và có thể thay đổi các thông số cho phù hợp.

 Ba là, trong quá trình giảng dạy với sự hỗ trợ của phần mềm mô phỏng

làm cho bài giảng sinh động và hiệu qua các hiện tượng được mô phỏng.

 Working Model là một trong những phần mềm thoã mãn đầy đủ các tính năng cần thiết của một bộ phần mềm mô phỏng Working Model không chỉ mô phỏng một hệ trong không gian hai chiều mà còn cả trong không gian ba chiều Các thông số dữ liệu do phần mềm phân tích trong quá trình sử dụng cho phép ta thấy tính ưu việt của nó trong quá trình sử dụng.

1.2 Cách cài đặt phần mềm [4]

Phiên bản Working Model 2D 6.0 có thể tải tại địa chỉ sau:

http://w.w.w.mediafire.com/?rqiaxz29g94kp9s

Bước 1: Vào thư mục chứa Working Model (Nếu là file nén Working

Model.rar thì giải nén trước) Nhấp đúp chuột vào wmdemo.

Trang 15

Bước 2: Thông báo tên Welcom, Nhấp Next để tiếp tục.

Bước 3: Hộp thoại Registrantion hỏi thông báo nhập thông tin người sử

dụng vào mã số cài đặt Nhập thông báo và nhập số Serial H840112635, chọn Next.

Bước 4: Chọn Yes để khẳng định thông tin đã đăng kí

Trang 16

Bước 5: Cửa sổ Choose Folder cho phép ta thay đổi địa chỉ cài đặt, địa chỉ

mặc

định là C:/Program FileWorking Model Nếu không cần thay đổi chọn OK.

Lúc này chương trình bắt đầu cài đặt vào máy tính của bạn như đã khai báo.

Trang 17

Bước 6: Quá trình cài đặt kết thúc được thông báo bằng hộp thoại Setup

Complete, bấm Finish để kết thúc cài đặt Quá trình cài đặt đã xong, phần mềm Working Model hiện ngay trên màn hình.

1.3 Khởi động và giới thiệu giao diện Working Model [4]

Trang 18

 Khi khởi động Working Model lên ta thấy có giao diện bao gồm thanh tiêu

đề (Title bar), thanh thực đơn (Menu bar), hệ thống toolbar (gồm Standard toolbar, Edit toolbar, Run control toolbar, Body toolbar, Join/Split toolbar, Point toolbar, Contruction toolbar, Join toolbar,…

1.4 Cách thức làm việc của Working Model [4]

1.4.1 Thao tác với các đối tượng trong Working Model:

 Thao tác với các đối tượng trong Working Model chủ yếu được thực hiện với chuột.

1.4.2 Working Model là môi trường soạn thảo thông minh:

 Working Model cho phép người sử dụng dùng chuột thao tác với mô hình

mà không phá vỡ hoặc vi phạm các liên kết và ràng buộc giữa các đối tượng Mô hình có thể dễ dàng kéo và dịch chuyển trong vùng làm việc của nó.

 Môi trường soạn thảo của Working Model được thiết kế phục vụ cho việc thực hiện các thao tác bằng cách click và drag chuột ở mức nhiều nhất có thể.

1.4.3 Cách thức làm việc của Working Model:

 Tất cả các chuyển động được tạo ra trong môi trường Working Model đều được dựa trên các nguyên lí động lực học cơ bản như phương trình định luật II Niutơn, các phương trình động học…

Trang 19

 Working Model còn thiết lập một số mô hình ma sát và các kết quả thực nghiệm mô tả các tính chất không đàn hồi và va chạm.

1.5 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Working Model :

1.5.1 File:

 New: Tạo một mô hình mới.

 Open: Mở mô hình sẵn có.

 Close: Đóng mô hình đang mô phỏng.

 Save: Lưu nội dung đang mô phỏng.

 Save as: Lưu bài vào thư mục riêng.

 Pint: In bài mô phỏng.

 Import: Liên kết với các software khác.

 Export: Xuất bản mô phỏng ra các định dạng khác nhau.

 Exit: Thoát khỏi môi trường làm việc.

1.5.2 Edit:

Trang 20

 Undo: Quay lại.

 Cut: Lệnh cắt các phần theo ý muốn.

 Copy: Sao chép.

 Paste: Dán.

 Delete: Xóa.

 Select all: Chọn tất cả các đối tượng.

 Duplicate: Tạo bản sao vật thể đã chọn (gần giống copy).

 Reshape: Tinh chỉnh các đa giác và hình đã thể hiện.

 Player model: Ẩn các biểu tượng.

1.5.3 World [4]

 Gravity: Trọng lực.

Trang 21

 Electrostatic: Điện trường.

 Force field: Trường lực.

 Run: Chạy mô phỏng.

 Reset: Bắt đầu lại.

 Start here: Bắt đầu tại đây.

 Skip frame: Ghi lại ảnh vào bộ nhớ.

 Tracking: Hiện số ảnh trong khoảng thời gian ghi ở bộ nhớ lên màn hình.

 AutoFraser track: Tự động xóa ảnh.

 Erase Track: Xóa các ảnh vừa thực thi.

 Retain meter values: Giữ kết quả đo được.

 Erase meter values: Xóa kết quả đo.

 Accuracy: Thiết lập độ chính xác.

Trang 22

Có 3 chế độ để thiết lập chương trình đó là Fast (nhanh), Accurate (chính xác)

và Custom (cài đặt theo ý muốn người mô phỏng) Và ở đây có hai bước cài đặt khi giải và tính toán kết quả tính toán:

 Animation Step: cài đặt thời gian cho một bước mô phỏng, có nghĩa là ta

cài đặt bao nhiêu thời gian cho một bước mô phỏng.

 Integrator Error: lỗi khi lấy tích phân.

 Working Model đưa ra hai phương pháp để tính toán đó là:

Euler: đây là phương pháp tính toán và lấy tích phân, phương pháp mang

tính ước lượng và không chính xác nhưng mang lại kết quả tính toán nhanh.

Kutta-Merson: là phương pháp tính toán chính xác và gần với thực tế.

Còn các lựa chọn khác như Assembly error, overlap error, significant digits ta lựa chọn Auto.

 Pause control: thiết lập chế độ dừng chạy mô hình.

.

Để thiết lập chế độ khi nào mô hình dừng hoạt động ta có 2 phương pháp điều

Trang 23

khiển là:

 Frame 0 >10: Khi đó thanh Scrool Bar sẽ chạy tới giá trị 11 tự động mô

hình sẽ không chạy nữa và dừng lại, tổng vết mà mô hình để lại là 11.

 Time >1.0: Nghĩa là mô hình sẽ dừng lại khi Run sau 1.0 (s).

 Preference: Các tùy chọn khác.

1.5.4 View:

 Workspee: Thiết lập màn hình làm việc: Hiện trục tọa độ, hiện thước,

hiện lưới tọa độ, hiện nút công cụ.

 System Center of Mass: Hiện gốc tọa độ.

 Numbers and Units: (units) chọn đơn vị chuẩn và (numbers) làm tròn

sau dấu phẩy.

 View size: Hiển thị tỉ lệ thực so với màn hình.

 Background Color: Hiển thị màu của màn hình nền.

 New reference Frame: Tạo các nút mới hiển thị mô phỏng mới theo trục

tọa độ gắn với vật nào đó, tức là chọn hệ quy chiếu gắn với vật nào đó (Để quan sát theo các hệ quy chiếu khác nhau hoặc hiển thị mô phỏng với các cách khác nhau).

 Delete Reference Frame: Xóa các nút hiển thị các hệ quy chiếu gắn với

vật khác.

1.5.5 Object:

Trang 24

 Join: Liên kết các phần tử lại với nhau.

 Split: Tách liên kết các phần tử.

 Font: Dùng để viết text.

 Vary the Sound: Thay đổi âm thanh.

 Vary the Feel: Thay đổi cảm nhận âm thanh.

 Convert Objects: Chuyển các vật thể thành đa giác, đoạn thẳng hay

thành các rãnh trượt.

Trang 25

1.5.6 Define:

 Vectors: Hiển thị các véc tơ trên vật: vận tốc, gia tốc, lực, vị trí, sức gió,

trường hấp dẫn, trường tĩnh điện…

 No Vectors: Xóa bỏ thiển thị vector.

 Vectors Display: Xác lập màu, độ dài, độ đậm nhạt, vị trí điểm đặt, hiện

giá trị của vector.

 Vectors Lengths: Xác lập chiều dài cho vectors.

 New button: Đưa ra màn hình một nút có thể truy xuất nhanh khi ta nháy

chuột vào thanh đó.

 New control: Nút điều khiển mà người dùng muốn điều khiển, mỗi một

chi tiết khác nhau sẽ có những phương pháp khác nhau Đây là nút hiển thị thanh điều khiển một giá trị nào đó của vật như vận tốc, gia tốc, khối lượng, momen, điện tích, chất liệu,…

Trang 26

1.5.7 Measure:

Thanh công cụ này dùng để đánh giá phân tích các kết quả của mô hình mà ta

mô phỏng, trong thanh công cụ này ta có thể biết được vị trí, vận tốc, lực… của các phần tử trong mô phỏng mà ta đang làm.

 Position, velocity, P-V-A: Hiện đồ thị tọa độ, vận tốc, gia tốc, P-V-A.

 Center of Mass Position: Hiện đồ thị vị trí khối tâm.

 Center of Mass Velocity: Hiện đồ thị vận tốc khối tâm.

 Center of Mass Acceleleration: Hiện đồ thị gia tốc khối tâm.

 Momentum: Hiện đồ thị moment quay.

 Total Force: Hiện giá trị lực.

 Hear the collision: Nghe thấy va chạm.

 Hear the motion: Nghe thấy sự chuyển động.

 Feel the collision: Cảm nhận sự va chạm.

 Feel the motion: Cảm nhận sự chuyển động.

 Kinctie Encrgy: Hiện năng lượng của chuyển động.

Trang 28

 Mỗi một chi tiết khác nhau thì có một Properties khác nhau, dùng để định dạng chi tiết đó Ví dụ như Properties của Rectangle như sau:

 x, y, O: Xác định vị trí của vật đó trong hệ tọa độ.

 V x ,V y ,V o: Vận tốc của vật trong hệ tọa độ.

 Material: Là loại vật liệu (thứ tự từ trên xuống : Tùy chỉnh, tiêu chuẩn,

thép, băng gỗ, nhựa, đất, caosu, đá).

 Mass: Khối lượng của vật.

 Stat.fric: Là hệ số ma sát nghỉ.

 Kin.fric: Là hệ số ma sát động.

 Elastic: Hệ số đàn hồi.

 Charge: Điện tích.

 Density: Là mật độ khối lượng trên một đơn vị diện tích.

 Planar, Sphere, Shell, 3D: Hình dạng của vật là phẳng, cầu, tấm hay….

 Appearance: Cách thể hiện các phần tử.

Trang 29

 Show: Hiện tên.

 Show center of mass: Hiện vị trí trọng tâm.

 Show Charge: Hiện dấu điện tích của vật (âm, dương).

 Track center of mass: Cho thấy hình ảnh trọng tâm chuyển động.

 Track connect: Nối hình ảnh các vị trí trọng tâm khi chuyển động.

 Geometry: Chỉnh vị trí của vật, kích thước của vật bằng số nhập vào.

Trang 30

1.6 Các bước khi thiết lập mô phỏng [4]

1.6.1 Vẽ mô phỏng:

 Nút 9 đến 14: Tạo một rãnh trượt, một trục quay Khi giữ “Shift” và chọn

các rãnh trượt hoặc các trục quay đã tạo trên màn hình mô phỏng ta có thể nối hoặc tách chúng bằng nút 7,8.

 Nút 15 khác nút 9 ở điểm: Nút 15 khi dùng sẽ cố định nó vào vật thể bên

dưới nó, chỉ có thể quay được nhưng không di chuyển vị trí so với vật bên dưới và không cần dùng nút 7,8 để nối và cắt Muốn dùng công cụ có tác dụng làm vật chỉ quay quanh trục phải dùng nút 15, không thể dùng nút 9 được.

 Nút 9 thì không cố định vào vật thể khác, muốn gắn lại thì bắt buộc phải dùng nút 7,8 khi muốn gắn hai vật thể lại với nhau nên dùng nút 9 đến 14 hơn vì

dễ kết nối vật thể.

Trang 31

1.6.2 Thiết lập các thông số:

 Khi đã vẽ được mô hình mô tả thí nghiệm phải chỉnh các thông số của các hình, các nút sao cho phù hợp Bằng cách nháy đúp chuột vào hình hoặc nút đó sẽ hiện ra bảng thông tin để chỉnh sửa thông số

 Hoặc chọn các hình, các nút rồi kích chuột vào Window chọn Properties Kích chuột vào Window chon Appearance để chỉnh tên, màu, hiện trọng tâm… Kích chuột vào Window chọn Geometry để chỉnh hình, vị trí.

1.6.3 Thiết lập hiển thị:

 Khi thiết kế một giáo án để giúp cho học sinh hiểu được các hiện tượng vật

lí, bản chất của các thí nghiệm phải dùng đến nhiều cách hiển thị hình vẽ trên cùng một mô hình mô phỏng.

 Muốn mở các mô phỏng khác từ màn hình Working Model kích chuột vào Define chọn New Button chọn tiếp New Reference Frame.

 Hiển thị các vector: Chọn Define chọn tiếp Vectors Chọn Vectors lengths

để chính xác độ dài vector sao cho phù hợp Tạo các nút tắt để dễ dàng dùng các nút lệnh: Chọn New Button.

Trang 32

CHƯƠNG 2:

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM WORKING MODEL 2.1 Mô hình mô phỏng lực ma sát.

Phần này tạo ra những đối tượng giúp cho học sinh quan sát có thể hiểu rõ tính chất, hiện tượng của các loại lực ma sát.

Hình 1:

Mô hình mô phỏng lực ma sát.

Bước 1: Tạo ra hai mặt phẳng để giới hạn không gian chuyển động của vật.

-Vào thanh công cụ để tạo ra hai mặt phẳng.

-Kích vào Mỏ neo trong thanh công cụ Dùng mỏ neo cố định hai mặt phẳng.

Bước 2: Vẽ hai vật tượng trưng cho vật chuyển động.

-Kích vào Hình chữ nhật trong thanh công cụ.

-Vẽ hai hình chữ nhật trên hai mặt phẳng vừa tạo gọi là vật.

-Ở hình phía dưới: Vẽ thêm một hình chữ nhật (có kích thước nhỏ hơn và dài hơn vật đã vẽ) và hai bánh xe để tạo một xe đẩy vật đi nhanh hơn.

* Kích vào Hình chữ nhật trên thanh công cụ.

*Tạo một hình chữ nhật dài và nhỏ hơn vật gọi là thân xe đẩy.

Trang 33

* Kích vào Hình tròn trên thanh công cụ.

*Tạo hai vòng tròn nhỏ gọi là bánh xe.

* Ráp thân xe đẩy và bánh xe với nhau tạo thành một xe đẩy hoàn chỉnh.

*Đặt xe đẩy (nằm ngang mặt phẳng) ở phía bên dưới vật đã tạo.

*Tạo chốt quay cho bánh xe: Kích vào Pin Joint (tạo một chốt quay) trên thanh công cụ và gắn vào 2 bánh xe.

*Kích vào Point element (nối các vật thể với nhau) trong thanh công cụ để nối các vật thể với nhau (vật, thân xe, bánh xe).

Bước 3: Vẽ lực tác dụng lên vật cho di chuyển.

-Vào thanh công cụ, kích vào Force (thêm lực tác dụng) để vẽ lực tác dụng lên vật (tùy theo lực mạnh hay yếu mà ta điều chỉnh độ lớn phù hợp cho lực).

Bước 4: Định thời gian cho vật di chuyển.

-Trên thanh công cụ: Click vào: World => Pause Control (tạm dừng kiểm soát) => New condition (điều kiện mới) => Stop when (dừng khi) => time > 3.7 (tùy theo thời gian muốn điều chỉnh cho vật dừng lại mà chọn thông số cho phù hợp).

Bước 5: Thay đổi màu sắc của các vật.

-Click vào vật muốn thay đổi màu sắc.

-Trên thanh công cụ: Click vào: Window (cửa sổ) => Appearance (xuất hiện)

=> Fill color (tô màu và chọn màu) => Frame color (khung màu và chọn màu).

Bước 6: Click vào Run (chạy) để quan sát Click Stop (dừng) và định vị hai lực.

2.2 Mô phỏng mô hình chuyển động đều và chuyển động không đều:

Phần này giúp học sinh quan sát các chuyển động khi vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian.

Trang 34

Hình 2:

Mô phỏng mô hình chuyển động đều và chuyển động không đều.

Bước 1: Tạo một băng chuyền có độ nghiêng để vật chuyển động.

-Kích vào Hình chữ nhật trong thanh công cụ tạo 1 mặt phẳng.

-Vẽ thêm một mặt phẳng nằm nghiêng để tạo độ nghiêng cho vật di chuyển -Kích mỏ neo trên thanh công cụ, cố định 2 mặt phẳng.

Bước 2: Tạo vật và tạo các điểm trên mặt phẳng.

-Kích vào Hình tròn trên thanh công cụ tạo vật, đặt trên mặt phẳng nghiêng trong không gian.

-Click vào Point element để tạo các điểm thích hợp trên băng chuyền.

-Kích vào trên thanh công cụ A: Text tool (công cụ văn bản) để tạo các điểm (A, B, C,…) thích hợp hợp.

Trang 35

2.3 Mô hình mô phỏng thế năng của vật.

Phần này tạo ra đối tượng giúp cho học sinh quan sát và tìm hiểu dạng năng lượng: thế năng.

Hình 3:

Mô hình mô phỏng thế năng của vật.

Bước 1: Tạo ra hai mặt phẳng (hình chiếc bàn) trong không gian để vật chuyển

động.

- Vào thanh công cụ để tạo ra hai mặt phẳng như hình.

- Tạo thanh chắn để giới hạn chuyển động của vật.

* Kích vào hình chữ nhật trong thanh công cụ vẽ hai hình chữ nhật đứng trên hai mặt phẳng vừa tạo (góc phải) gọi là thanh chắn.

Bước 2: Vẽ bốn vật (hai vật nhỏ+ hai vật lớn) tượng trưng cho vật chuyển động.

Trang 36

- Kích vào hình chữ nhật trong thanh công cụ vẽ bốn hình chữ nhật trên hai mặt phẳng vừa tạo gọi là vật.

*Tạo hai ròng rọc để hai vật chuyển động

- Kích vào vòng tròn trên thanh công cụ tạo 2 bánh xe ròng rọc.

*Tạo giá đỡ ròng rọc để gắn 2 bánh xe ròng rọc cố định vào mặt phẳng.

*Tạo chốt quay cho ròng rọc.

- Kích vào Pin Joint (tạo một chốt quay) trên thanh công cụ và gắn vào 2 bánh xe ròng rọc.

*Tạo dây ròng rọc để di chuyển vật.

-Kích vào Pulley (ròng rọc), gắn vào vật nhỏ => trục bánh xe ròng rọc => vật lớn.

Bước 3: Vẽ lực tác dụng lên vật cho di chuyển (hình phía trên vẽ lực tác dụng,

hình phía dưới không vẽ lực tác dụng).

2.4.Mô hình mô phỏng động năng của vật.

Phần này tạo ra đối tượng giúp cho học sinh quan sát và tìm hiểu dạng năng lượng động năng.

Trang 37

Hình 4: Mô hình mô phỏng động năng của vật.

-Vào thanh công cụ để tạo ra hai mặt phẳng.

Bước 2: Tạo ra 2 vật tượng trưng cho vật chuyển động và 2 quả cầu.

-Kích vào Hình chữ nhật trên thanh công cụ để tạo 2 vật.

-Kích vào Hình tròn để tạo ra 2 quả cầu, đặt 2 quả cầu ở 2 độ cao khác nhau.

-Click vào vật muốn thay đổi màu sắc

-Trên thanh công cụ: Click vào: Window (cửa sổ) => Appearance (xuất hiện)

=> Fill color (tô màu và chọn màu) => Frame color (khung màu và chọn màu)

Bước 4: Click vào Run (chạy) để quan sát Click Stop (dừng) và định vị hai lực 2.5 Mô hình mô phỏng con lắc.

Phần này tạo ra đối tượng giúp cho học sinh quan sát, tìm hiểu và đếm đượcdao động của con lắc

Trang 38

Hình 5:

Mô hình mô phỏng con lắc.

Bước 1: Tạo ra một quả bóng cho con lắc và một hình chữ nhật (trần nhà) Rồi gắn

một dây thừng giữa chúng và đặt con lắc trong sự chuyển động

1.Mở View chọn Không gian làm việc và chọn Lưới

2 Vẽ một vòng tròn nhỏ (quả bóng) phần dưới không gian làm việc

3 Vẽ hình chữ nhật mỏng ngang qua đỉnh không gian làm việc, trên quả bóng

4 Kích hình mỏ neo trong thanh công cụ rồi kích vào trần nhà

5 Kích Dây thừng rồi kích tâm quả bóng và dựa vào lưới thẳng đứng ngay trênquả bóng kích trần nhà, bây giờ đã có một con lắc

6 Kích Con trỏ trong thanh công cụ rồi kích vào quả bóng

7 Kéo quả bóng về một bên, giữ cho dây thừng kéo căng trong khi kéo

8 Kích Chạy để quan sát, kích Dừng và kích Định vị

Bước 2: Tạo lực cho con lắc và dây thừng:

Tạo lực cho dây thừng: Kích vào dây thừng:

-Trên thanh công cụ: Click vào: Define => vectors => Total Fore

Tạo lực cho con lắc: Kích vào con lắc:

-Trên thanh công cụ: Click vào: Define => vectors => Gravitationl Force

Trang 39

=> Fill color (tô màu và chọn màu) => Frame color (khung màu và chọn màu)

Bước 4: Click vào Run (chạy) để quan sát Click Stop (dừng) và định vị hai lực 2.6 Mô hình mô phỏng công suất của vật.

Phần này tạo ra đối tượng giúp cho học sinh biết công suất được xác định bằngcông thực hiện trong một đơn vị thời gian

Hình 6:

Mô hình mô phỏng công suất của vật.

-Vào thanh công cụ để tạo ra hai mặt phẳng

-Kích vào Mỏ neo trong thanh công cụ Dùng mỏ neo cố định hai mặt phẳng

Bước 2: Vẽ hai vật và hai xe kéo.

Trang 40

-Vẽ hai vật: kích vào Hình chữ nhật trên thanh công cụ, vẽ hai vật nằm trên haimặt phẳng trong không gian

-Vẽ hai xe kéo:

*Kích vào Hình chữ nhật trên thanh công cụ, vẽ 2 hình chữ nhật gọi là thân xe

*Tạo hai vòng tròn nhỏ gọi là bánh xe, kích vào Hình tròn để tạo bánh xe

*Tạo chốt quay cho bánh xe: Kích vào Pin Joint (tạo một chốt quay) trên thanhcông cụ và gắn vào bánh xe

-Vào thanh công cụ, kích vào Force (thêm lực tác dụng) để vẽ lực tác dụng lênvật (tùy theo lực mạnh hay yếu mà ta điều chỉnh độ lớn phù hợp cho lực)

-Trên thanh công cụ: Click vào: World => Pause Control (tạm dừng kiểm soát)

=> New condition (điều kiện mới) => Stop when (dừng khi) => time > 4.9 (tùy theothời gian muốn điều chỉnh cho vật dừng lại mà chọn thông số cho phù hợp)

=> Fill color (tô màu và chọn màu) => Frame color( khung màu và chọn màu)

Bước 6: Click vào Run (chạy) để quan sát Click Stop (dừng) và định vị hai lực 2.7 Mô phỏng mô hình vật thực hiện công cơ học.

Phần này tạo ra đối tượng giúp cho học sinh quan sát được đầu tàu xe lửa kéotoa tàu trên đường, lực kéo của đầu toa tàu đã thực hiện một công cơ học

Tiêu đề	Ứng dụng Working Model trong dạy học vật lý phần cơ học lớp 8
Tác giả	Phạm Thị Thu Hồng
Người hướng dẫn	Trần Minh Tiến, Thạc sĩ
Trường học	Trường đại học Thủ Dầu Một
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học
Năm xuất bản	2014-2015
Thành phố	Thủ Dầu Một

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	2,79 MB