Hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocdile _605

Một trong những yêu cầu cấp thiết của việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là tăng cường sử dụng phương tiện dạy học hiện đại, và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy họ[r]

Trang 1

Sử dụng Crocodile physics 605 trong dạy học vật ly

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG TRỊ

Trang 2

Mục lục

Phần 1: Giới thiệu về thí nghiệm ảo sử dụng trong dạy học vật lý ở trường THPT 4

Phần 2: Giới thiệu chương trình Crocodile 6

Khởi động Crocodile 605 và màn hình giao diện 6

Khởi động chương trình 6

Màn hình giao diện 7

Giới thiệu tổng quan các thành phần chính 7

Side Pane 7

Thanh công cụ: 7

Khung làm việc: 8

Các thao tác chung cơ bản trong chương trình: 8

Các bước cơ bản để tạo một thí nghiệm 11

Các kho dụng cụ thí nghiệm: 11

Tổng quan kho thiết bị điện: 11

Tổng quan kho thiết bị quang học 12

Tổng quan kho thiết bị cơ học 12

Tổng quan kho thiết bị sóng 13

Tổng quan kho thiết bị hiển thị 13

Phần 3: Ứng dụng tạo một số thí nghiệm và hướng sử dụng trong dạy học 13

Các thí nghiệm về Cơ học 14

Khảo sát chuyển động thẳng đều 14

Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều 17

Khảo sát sự rơi tự do 19

Sư phụ thuộc của gia tốc vào lực – khối lượng – vật liệu 22

Chuyển động của vật bị ném 24

Thời gian rơi trong trọng trường của các vật cùng độ cao 26

Lực đàn hồi 27

Cân bằng vật rắn có mặt chân đế 29

Bảo toàn năng lượng trong chuyển động của con lắc 30

Bảo toàn năng lượng trong chuyển động của viên bi rơi 31

Bảo toàn năng lượng trong chuyển động của vật gắn vào lò xo 32

Khảo sát các dạng va chạm 33

Dao động tuần hoàn và dao động điều hòa 35

Khảo sát dao động điều hòa 36

Chuyển động nhiệt của các phân tử khí 38

Sự phụ thuộc của chuyển động của con lắc vào độ dài, khối lượng con lắc 39

Các thí nghiệm về Sóng cơ 39

Giao thoa sóng trên mặt nước 40

Các thí nghiệm về Điện học 41

Thí nghiệm vẽ đặc tuyến V – A của điện trở, điốt, đèn led, dây tóc bóng đèn 41

Thí nghiệm về mạch điện trở nối tiếp 43

Thí nghiệm về mạch điện trở song song 44

Thí nghiệm về mạch nguồn song song, nối tiếp 45

Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều 46

Các thí nghiệm Quang học 50

Thí nghiệm về các loại chùm sáng và sự phản xạ ánh sáng 50

Khảo sát gương cầu 52

Khúc xạ ánh sáng 54

Thấu kính mỏng 54

Lăng kính 57

Kính hiển vi 58

Kính thiên văn 58

Cấu tạo mắt 59

Các tật của mắt 60

Trang 3

Thí nghiệm tán sắc ánh sáng do lăng kính 62

Trang 4

Phần 1: Giới thiệu về thí nghiệm ảo sử dụng trong dạy học vật ly

ở trường THPT

A Một số yêu cầu về đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT.

Một trong những yêu cầu cấp thiết của việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là tăng cường sửdụng phương tiện dạy học hiện đại, và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Đặc biệt đối với

bộ môn vật ly thì việc sử dụng phương tiện dạy học hiện đại và ứng dụng công nghệ thông tin càng có

y nghĩa quan trọng trong giai đoạn bùng nổ thông tin và phát triển nhanh của công nghệ hiện đại Donhiều ly do khác nhau nên hiện nay thí nghiệm vật ly ở THPT chưa đáp ứng được hết các các yêu cầu

về thí nghiệm biểu diễn cũng như thí nghiệm thực hành cho học sinh và dường như không có phòng thínghiệm để nghiên cứu Một trong những giải pháp bù đắp vào sự thiếu hụt đó là sử dụng các phầnmềm thí nghiệm ảo như Crocodie, Working Model, Physics Applets, LabVIEW…

B Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm ảo và một số mô phỏng trong dạy học vật lý hiện nay.

Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật ly hiện nay trở nên rất phổ biến ở các trườngTHPT, do đó việc sử dụng các thí nghiệm ảo và các mô phỏng vật ly để hổ trợ dạy học cũng không còn

xa lạ Có thể nêu ra một số phần mền đang được sử dụng hiện nay: Crocodile Physics, WorkingModel, LabView, Flash, …Tùy theo loại phần mềm và khả năng sử dụng mà có thể chia các loại môphỏng Vật ly hay còn gọi là thí nghiệm ảo ra thành các cấp độ khác nhau như sau:

1) Đơn giản nhất là các mô phỏng động một số qua trình vật ly, các mô phỏng này không thể tương tácđược và thường được tạo ra bởi phần mềm Flash hoặc một số phần mềm tạo ảnh động: Ví dụ bên dưới

là một mô phỏng Flash về sóng cơ học và giao thao sóng cơ học:

2) Mô phỏng có tương tác: Đây là loại mô phỏng một số quá trình vật ly và có thể tương tác được bằngcách thay đổi được một số thông số nhất định, tương tự như những bộ thí nghiệm được lắp sẳn cho mộtloại thí nghiệm nào đó, thông thường trong các mô phỏng này và không thể thu thập dữ liệu và xâydựng đồ thì sự phụ các đại lượng vật ly theo thời gian Các loại mô phỏng này thường được xây dựngbằng phần mền Flash, hoặc viết bằng ngôn ngữ Java.( Java Applets on Physics)

Ví dụ bên dưới là một mô phỏng có tương tác về chuyển động của vật ném Ở mô phỏng này có thểthay đổi được góc bắn, và độ cao của vị trí bắn Mô phỏng này được xây dựng bằng phần mềm Flash

Hoặc ví du về con lắc lò xo: Đây là một thí nghiệm mô phỏng về con lắc lò xo, cho phép khảo sát về chuyển động dao động của con lắc lò xo, có thể thay đổi được các thông số như: độ cứng của lò xo, khối lượng của vật, gia tốc trọng trường, biên độ dao động Đồng thời có thể khảo sát được sự phụ thuộc của các đại lượng: Ly độ, vận tốc, gia tốc, lực phục hồi, năng lượng dao động theo thời gian

Trang 5

3) Thí nghiệm ảo: Thí nghiệm ảo được tiến hành giống như thí nghiệm thật nhưng thực hiện trên môitrường ảo của máy tính, các thiết bị thí nghiệm và không gian thí nghiệm được giả lập như thực tế Thínghiệm ảo được xây dựng trên các mô hình ly thuyết do đó thường cho kết quả chính xác, luôn thựchiện thành công Do đó thường dùng thí nghiệm ảo để kiểm chứng các định luật vật ly hoặc khảo sátnhững quy luật đã biết để tăng tính thuyết phục trong dạy học vật ly Nếu biết cách sử dụng hợp ly, gâyniềm tin cho học sinh thì hiệu quả dạy học rất cao Trong thực tế các thí nghiệm thực dùng trong dạyhọc vật ly hiện nay cũng được sản xuất và hiệu chỉnh khá chính xác, và thường lắp đặt sẵn thành các

mô đun, kết quả thí nghiệm khá đúng với các định luật Về mặt nào đó thì nghiệm ảo ngày càng gầnthật hơn, phổ biến hơn, nội dung thí nghiệm ngày càng nhiều hơn và còn thì thí nghiệm thật ngày càng

ly tưởng hơn có nghĩa là ngày càng gần thí nghiệm ảo hơn Do đó vai trò của hai loại thí nghiệm nàyngày càng tiến gần đến nhau hơn Trong một số trường hợp thí nghiệm thật không thể thực hiện đượchoặc thực hiện được nhưng tốn kém, nguy hiểm thì thí nghiệm ảo đóng vai trò thay thế Đặt biệt trongdạy học vật ly việc khảo sát sự phụ thuộc các đại lượng vật ly theo thời gian và quan hệ giữa các đạilượng vật ly là rất cần thiết Ví dụ khảo sát sự phụ thuộc thế năng dao động điều hòa theo thời gian,khảo sát sự phụ thuộc cường độ dòng điện vào hiệu điện thế… thì thực hiện thí nghiệm ảo dễ dàng hơnthí nghiệm thật Ba phần mềm sử dụng phổ biến hiện nay là Crocodile Physics, Working Model,LabView

Trong nội dung bài viết này chỉ xin đề cập đến một số tính năng nổi bật của phần mền thí nghiệm ảoCrocodile Physics phiên bản 605, và việc sử dụng nó trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học vàkhông giải thích chi tiết cách sử dụng phần mền

Trang 6

Phần 2: Giới thiệu chương trình Crocodile

Khởi động Crocodile 605 và màn hình giao diện

Crocodile Physics của Crocodile clips Ltd cho đến nay đã có rất nhiều phiên bản, xét về cách sửdụng và nội dung thì không có gì khác nhau mấy, xét về giao diện thì phiên bản sau có phần trội hơnphiên bản trước nhưng cũng không đáng kể và không có gì là thay đổi lơn lao lắm

Trang 7

Màn hình giao diện

Giới thiệu tổng quan các thành phần chính

Side Pane

Mục Contents: Kho chứa các bài thí nghiệm

Mục Parts Library: Kho chứa các dụng cụ

Mục Properties: Thiết lập thuộc tính của đối tượng, các thông số của dụng cụ

Thanh công cụ:

Xóa đối tượng (Delete) Chọn đối tượng rồi ấn nút này để xóa đối tượngđó

Tạo một bài thí nghiệm mới (Ctrl + N)

Mở một bài thí ngiệm đã có (Ctrl + O)

Lưu bài thí nghiệm đang tiến hành (Ctrl + S)

In trang trình bày thí nghiệm (Ctrl + P)Cắt một tượng được chọn lưu vào clipboard (Ctrl + X) Chọn các đối tượngcần cắt rồi ấn nút này

Copy một tượng được chọn lưu vào clipboard (Ctrl + C) Chọn các đốitượng cần copy rồi ấn nút này

Đưa một tượng đang có trong clipboard ra màn hình (Ctrl + V) (Được thực

Trang 8

hiện bằng thao tác cắt, copy trước đó) Nút Undo (Ctrl + Z): Hủy thao tác vừa thực hiệnNút Redo (Ctrl + Y): Thực hiện lại thao tác vừa hủyPhóng to (Ctrl + =)

Thu nhỏ (Ctrl + -)Hiển thị thuộc tính của màn hình đang làm việcCho dừng hoặc chạy thí nghiệm (thời gian) (Ctrl + Shift + P)

Tăng hay giảm tốc độ thời gian

Khung làm việc:

Trên khung làm việc, ta trình bày toàn bộ mô hình thí nghiệm Bao gồm:

 Nút để phóng toàn màn hình không gian làm việc

 Các trang thí nghiệm (Scene)

Các thao tác chung cơ bản trong chương trình:

Chọn đối tượng:

Click mouse vào đối tượng hoặc drag mouse chọn một vùng trên màn hình, các đối tượng cómột phần trong khung chọn sẽ được chọn

Đưa dụng cụ thí nghiệm vào khung làm việc:

Click chọn đối tượng trong kho rồi kéo thả vào khung làm việc

Thay đổi kích thước đối tượng:

 Chọn đối tượng, xuất hiện các núm xung quanh đối tượng

 Dùng mouse kéo để thay đổi kích thước đối tượng tại các núm này

Ta cũng có thể thay đổi kích thước bằng cách thiết lập thuộc tính của nó trong mục Properties (sẽnói sau)

Di chuyển đối tượng:

Click mouse vào đối tượng rồi kéo đến vị trí mới.

Xoay đối tượng:

 Chọn đối tượng

 Đưa mouse vào núm tròn cạnh đối tượng, mouse biến thành hình

 Click giữ và kéo mouse để xoay đối tượng đến vị trí cần

Thay đổi thuộc tính đối tượng:

Đối với một đối tượng, có những thuộc tính thay đổi được và không thay đổi được Ta vàoProperties để tiến hành thay đổi

 Chọn đối tượng

 Thay đổi các thuộc tính cần thiết trong mục Properties

Trang 9

 Các thuộc tính của vùng làm việc nếu được thiết lập phù hợp thì sẽ giúp chúng ta rất nhiều

 Các thuộc tính của các đối tượng phải được chú y đến nếu như muốn thí nghiệm diễn ra thànhcông tốt đẹp Chúng phải được thiết lập theo mục đích của chúng ta

Cho dừng thời gian lại:

Chức năng này sẽ làm cho đồng hồ của máy dừng lại và thí nghiệm sẽ không thực hiện nữa màvào trạng thái chờ Các hiện tượng vật ly dừng lại (pause)

 Click vào nút trên thanh công cụ

Đối với các thí nghiệm lớn, trong quá trính lắp đặt thiết bị, máy hoạt động chậm, dùng nút Pause sẽgiúp máy hoạt động nhanh hơn trong quá trình lắp ráp thí nghiệm

Cho thời gian chạy tiếp tục lại:

Chức năng này sẽ làm cho đồng hồ của máy tiếp tục chạy sau khi đã dừng và thí nghiệm sẽ tiếptục thực hiện

 Click vào nút trên thanh công cụ

Sửa chữa một thiết bị bị hỏng do hoạt động quá định mức:

Khi một thiết bị hoạt động vượt định mức (cường độ dòng điện, công suất, ) thiết bị đó sẽ bịhỏng Ta cần phải thay nó là điều đương nhiên Để tránh phải lắp lại mô hình thí nghiệm, chương trìnhcho phép ta sửa nhanh thiết bị đó:

 Cho dừng thời gian lại

 Khi thiết bị bị hỏng, xuất hiện nút bên cạnh thiết bị Di chuyển mouse lên nút , mộtbảng thông tin về nguyên nhân gây hỏng thiết bị hiện ra

 Click vào nút Thiết bị đã được sửa và sẽ sẵn sàng hoạt động như bình thường

 Xử ly các vấn đề gây ra sự hư hỏng

 Cho thời gian hoạt động lại

Vì ly do sư phạm, cần chú y hạn chế hết mức việc làm hư hỏng thiết bị, đặc biệt là khi biểu diễn trướchọc sinh

Nối các đối tượng với nhau bằng dây dẫn trong thí nghiệm điện:

 Di chuyển mouse lên đối tượng, các cực đối tượng sẽ xuất hiện các núm nối dây hình vuông

Hiệu điện thế đang là 20V Giá trị lớn nhất được phép là 15V

Trang 10

 Click lên núm cần nối rồi di chuyển mouse đến cực của đối tượng kia và Click mouse vào númnối dây của đối tượng đó

Chú y: Khi Click vào vị trí trống thì dây sẽ được bẻ cong chỗ đó

Nối đối tượng với mạch điện đã có:

 Di chuyển mouse lên đối tượng, các cực đối tượng sẽ xuất hiện các núm nối dây

 Click lên núm cần nối

 Di chuyển mouse đến vị trí cần nối vào trên mạch, Click mouse vào vị trí đó

Vào Properties của vật đó, chọn thẻ

General, trong mục Control, chọn Force

(thay vì lúc trước là Velocity.

Các bước cơ bản để tạo một thí nghiệm

Thiết lập một thí nghiệm như thế nào là còn tùy thuộc vào từng thí nghiệm tuy nhiên có thể thựchiện theo sơ đồ chung sau (Sau khi đã xác định kịch bản sư phạm của th1i nghiệm):

 Phác thảo sơ đồ thí nghiệm trước bằng giấy

 Tạo một không gian làm việc riêng cho thí nghiệm (đối với các thí nghiệm quang, sóng, cơ)

 Đưa các thiết bị cần sử dụng từ kho vào không gian làm việc

 Xắp xếp, lắp ráp các thiết bị theo sơ đồ thích hợp

 Thiết lập các thuộc tính cần thiết cho từng đối tượng

Trang 11

 Kiểm tra lại sơ đồ, tiến hành thí nghiệm, quan sát, đo đạc

Các kho dụng cụ thí nghiệm:

Hầu hết các thiết bị đều được kí hiệu theo quy ước như trong chương trình phổ thông (nguồnđiện, tụ điện, lăng kính, thấu kính,…) nên rất thuận tiện cho học sinh và giáo viên Có một số thiết bịkhông kí hiệu theo quy ước nhưng rất dễ nhận ra đó là thiết bị gì

Kho được tổ chức theo từng ngăn lớn, trong mỗi ngăn lớn lại có các ngăn riêng:

Electronics: Các dụng cụ thí nghiệm điện, điện tử

Optics: Các dụng cụ thí nghiệm quang học Motion & Forces: Các dụng cụ thí nghiệm cơ học Wave: Các dụng cụ thí nghiệm Sóng âm, sóng cơ, sóng điện từ.

Presentation: Các thiết bị trình diễn, hiển thị.

Tổng quan kho thiết bị điện:

Tổng quan kho thiết bị quang học

Chứa các nguồn Các khoá, công tắc Các thiết bị nhận tín hiệu Các thiết bị thụ động (điện trở, tụ, cuộn cảm) Các dụng cụ bán dẫn rời (Diode, Transistor, Thyristor…) Các Mạch tích hợp

Các máy phát tín hiệu (Máy phát hình sin, my phát răng cưa,…) Các loại đèn

Buồng tối để thực hiện thí nghiệm Chứa các vật thật, màn hứng ảnh, mắt,…

Nguồn sáng (đèn pin,…) Thấu kính

Các gương Các bản trong suốt (lăng kính, bản mỏng,…)

Trang 12

Tổng quan kho thiết bị cơ học

Tổng quan kho thiết bị sóng

Các thiết bị máy móc cơ khí (Chúng ta ít quan tâm tới) Các dụng cụ, mô hình thí nghiệm cơ học trong đó có:

Không gian thí nghiệm Mặt đất

Mặt phẳng nghiêng Các quả bóng Các khối vật chất

Mô hình sự truyền sóng trong không gian

Mô hình sóng truyền qua các môi trường vật chất khác nhau

Mô hình sự phản xạ sóng

Mô hình sự tổng hợp hai sóng

Mô hình truyền sóng có một biên bị giới hạn

Mô hình sóng truyền cưỡng bức trên dây có 2 đầu bị buộc Không gian thí nghiệm sóng điện từ (ánh sáng, sóng vô tuyến,…) Không gian thí nghiệm sóng âm.

Không gian thí nghiệm sóng cơ trên nước Các nguồn phát sóng

Trang 13

Tổng quan kho thiết bị hiển thị

Phần 3: Ứng dụng tạo một số thí nghiệm và hướng sử dụng trong dạy học

Các thí nghiệm về Cơ học

Khảo sát chuyển động thẳng đều

10 khao sat chuyen dong thang deu.cxp

a Mô hình thí nghiệm

Thước đoCông cụ vẽ đồ thịHộp nhập các đoạn văn bản ngắnHộp nhập văn bản dài

Thể hiện hình ảnh được chènTrình diễn một loạt các hình ảnhNút nhấn

Hộp thay đổi thuộc tính kiểu số các đối tượngHộp kiểm thay đổi thuộc tính các đối tượng

Trang 14

b Hướng dẫn sử dụng

Chú ý:

Nút hiện như thế là đang ở trạng thái Pause

Nút hiện như thế là đang ở trạng thái Play

Nút dùng để tải lại thí nghiệm từ file gốc trong bộ nhớ

Nút dùng phóng to đầy màn hình khi tiến hành thí nghiệm

 Xe chạy trên mặt đất

+ Vận tốc được xác định bởi: Number2

+ Tọa độ x được xác định bởi: Number1

Trang 15

 Trục tọa độ là 2 đường vuông góc mờ

màu xám (như thí nghiệm trên) Thông

thường, trục tọa không được hiện ra mà

ta phải “lôi nó ra” (Crocodile giấu rất kĩ

nó mặc dù nó rất quan trọng)

Right click vào khung làm việc, chọn

Scene Properties Trong mục Properties,

chọn Motion trong hộp Text Chọn mục

Visual setting Thiết kế các ô check như

hình vẽ, trục tọa độ sẽ hiện ra ngay

Muốn di chuyển trục chỉ cần click

mouse vào nó rồi kéo đi thôi Còn rất nhiều

thuộc tính khác nữa các bạn tự khám phá

 Đồ thị Graph có một trục là tọa độ x (Displacement (x)), một trục là thời gian (SimulationTime) được tham chiếu tới xe để đo tọa độ (Displacement (x)) và từ đó tự vẽ đồ thị (x, t)

Cách sử dụng đồ thị: đưa mouse vào đồ thị, bên góc trên - phải xuất hiện menu:

Làm cho đồ thị hiển thị tòan chiều dài trục hoành (Fix to X - asxis)Làm cho đồ thị hiển thị tòan chiều dài trục tung (Fix to Y - axis)Phóng to

Thu nhỏRestart, xóa màn hình đồ thị hiện tại

Sử dụng vẽ Đồ thị (x, t)

 Load file thí nghiệm Để ở trạng thái ban đầu

 Chỉnh Number1 = 0 để đưa xe về vị trí gốc tọa độ.

 Chỉnh Number1 = 3 m.s-1 (chú y đổi đơn vị bằng cách click vào đơn vị rồi chọn đơn vị phùhợp) để cấp vận tốc đầu v cho xe

Trang 16

 Chờ cho đến khi xe chay gần hết quãng đường hoặc đồ thị hiện đủ rõ là đường thẳng thìclick nút đề pause

Tương tự, để làm thí nghiệm với x0 ≠ 0, v < 0 ta cũng làm tương tự như thế nhưng trước hếtphải đưa thí nghiệm về trạng thái ban đầu bằng 2 cách sau:

Cách 1: Click để load file thí nghiệm ở trạng thái ban đầu

Cách 2: Pause thí nghiệm rồi chỉnh các thông số vận tốc, tọa độ thích hợp

Đưa mouse vào Graph, xuất hiện dãy nút, chọn nút để thiết lập trạng thái đầu cho

graph ( restart)

Kết quả

 Thấy được hiện tượng

 Học sinh quan sát được các dạng đồ thị của chuyển động thẳng đều, từ đó so sánh với lythuyết

 Học sinh tính được vận tốc xe từ đồ thị, so sánh với kết quả thực tế thí nghiệm để kiểmnghiệm công thức sgk:

Sử dụng dạy bài Vận tốc trong chuyển động thẳng – chuyển động thẳng đều (Sgk 10) phần 5, 6

Dạy phần 5: Dùng đồ thị để rút ra dạng phương trình chuyển động (tuyến tính) Dùng toán học xâydụng dạng chi tiết Sau đó, sử dụng thí nghiệm với các thông số khác nhau kiểm chứng lại ly thuyếtvừa xây dựng

Dạy phần 6: Dựa vào phương trình chuyển động, xây dựng bằng toán học công thức tính v, tiếnhành đo đạc và tính toán bằng thực nghiệm, kiểm chứng lại ly thuyết

Trang 17

Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều

10 khao sat cac dang chuyen dong thang bien doi deu.cxp

Bài thí nghiệm này gồm có 2 mô hình

Trang 18

Các bước tương tự như phần trên chỉ có chú y rằng muốn vẽ đồ thị (v, t) thì trục tung (Y) của

Graph là velocity (x) (vận tốc x) còn muốn vẽ đồ thị (x, t) thì trục tung (Y) của Graph là Displacement (x) (tọa độ x)

Kết quả

 Thấy được hiện tượng

 Học sinh thấy được đồ thị vận tốc theo thời gian và so sánh với ly thuyết

Trang 19

Dạy phần 3: Thí nghiệm là một ví dụ về chuyển động nhanh dần đều (phần 2a) Dùng đồ thị để rút

ra dạng phương trình vận tốc (tuyến tính) Dùng toán học xây dựng dạng chi tiết Sau đó, sử dụng thínghiệm với các thông số khác nhau kiểm chứng lại ly thuyết vừa xây dựng

Dạy phần 3c: Dựa vào phương trìnhvận tốc, xây dựng bằng toán học công thức tính a, tiến hành đođạc và tính toán bằng thực nghiệm, kiểm chứng lại ly thuyết

Sử dụng dạy bài Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều (Sgk 10), phần 1

Phần 1: Dùng đồ thị để rút ra dạng phương trình chuyển động (parabol) Dùng toán học xây dựngdạng chi tiết như sgk Sau đó, sử dụng thí nghiệm với các thông số khác nhau (v0, x0) để kiểm chứng lại

ly thuyết vừa xây dựng

Khảo sát sự rơi tự do

L10 Khao sat roi tu do.cxp

Thí nghiệm mô tả hiện tượng quả cam và lông chim cùng rơi ngoài không khí và rơi trong chânkhông

 Load file, chọn scene “roi tu do”, thí nghiệm dang ở trạng thái Pause

 Kéo mouse chọn cả lông chim và quả cam (kéo mouse chọn – xem phần trên), đưa chúng lên cao

 Click nút Play để quan sát hiện tượng

Làm tương tự với quả cam và lông chim trong ống chân không

Kết quả

Trang 20

 Thấy được hiện tượng rơi tự do, thấy được rằng sự rơi tự do phải là sự rơi chỉ chịu tác dụng củatrọng lực, thấy được sự rơi chịu sức cản của không khí (ngoài không khí, lông chim rơi chậm hơnquả cam)

Ứng dụng

Dạy bài "Sự rơi tự do", phần nhập đề hoặc phần 1 để cho học sinh thấy được hiện tượng rơi tự

do, thấy được rằng sự rơi tự do phải là sự rơi chỉ chịu tác dụng của trọng lực

Thí nghiệm vẽ đồ thị của chuyển động rơi tự do từ đó, chứng ming được rơi tự do là chuyển động có gia tốc, xác định được gia tốc (g)

 Load file, chọn scene « khao sat », thí nghiệm đang ở trạng thái Pause

 Dùng mouse đưa vật lên cao sao cho phần dưới của vật ngan hàng với đầu thước (1.2 m) rồi thả.Click nút Play Khi vật cham đất thì click nút Pause

 Quan sát đồ thị, dùng các chức năng Fit to Y – axis, zoom (xem thí nghiệm phần trên) để quan sát rõ

đồ thị

Kết quả

 Thấy được đồ thị (v, t) của chuyển động rơi tự do, đo được g

Ứng dụng

Dạy bài "Sự rơi tự do", phần 2, 3, 4

Phần 2: Quan sát sự rơi của viên bi thấy rơi theo đường thẳng

Phần 3: Chứng minh được rằng rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều thông qua dạng đồ thị(v, t) (đường thẳng)

Phần 4: Dựa vào đồ thị, xác định g có thể cho học sinh tiến hành theo 2 cách:

Cách 1 : Dùng công thức phần chuyển động nhanh dần đều để xác định g :

Trang 21

Đo một giá trị v rồi một giá trị nữa v 0 , đo khoảng thời gian chuyển động giữa 2 tốc độ đó (t) rồi tìm



Với s = 1.2 m Và t xác định như sau: (phóng to đồ thị lên để đo t được chính xác)

Sư phụ thuộc của gia tốc vào lực – khối lượng – vật liệu

L10 quan sat su phu thuoc cua gia toc vao luc - khoi luong - vat lieu.cxp

Trang 22

 Lực tác dụng vào vật (F)

 Khối lượng vật (m)

 Gia tốc của vật đạt được do lực trên (a)

Lần lượt thay đổi các giá trị trong hộp number theo mục đích khảo sát

Gia tốc không phụ thuộc vào vật liệu

 Load file, thí nghiệm đang ở Pause

 Trong ô lực tác dụng, chọn tất cả các vật đều là 5N

 Các khối lượng bằng nhau

 Click Play

 Khi các vật chuyển động được một đoạn đủ dài thì click Pause

Hướng dẫn học sinh quan sát

Gia tốc phụ thuộc (tỉ lệ thuận) vào khối lượng

 Load file, thí nghiệm dang ở Pause

 Trong ô lực tác dụng, chọn tất cả các vật đều là 5N

 Các khối lượng tăng dần từ trên xuống (1; 1.5; 3 kg)

 Click Play

 Khi các vật chuyển động được một đoạn đủ dài và đủ thấy hiện tượng thì click Pause

Hướng dẫn học sinh quan sát

Gia tốc phụ thuộc (tỉ lệ thuận) vào F

Trang 23

 Load file, thí nghiệm đang ở Pause

 Trong ô lực tác dụng, chọn lức tăng dần từ trên xuống (3; 5; 7 N)

 Các khối lượng bằng nhau

 Click Play

 Khi các vật chuyển động được một đoạn đủ dài thì click Pause

Hường dẫn học sinh quan sát

Có thể làm các thí nghiệm với các m, F khác nhau

Chú ý: click nút Pause đúng lúc tuỵệt đối không được để các vật chạm vào thành khung thí

nghiệm (khi đó a = 0!!)

Kết quả

 Thấy được rằng gia tốc không phụ thuộc vào vật liệu

 Thấy được rằng gia tốc phụ thuộc (tỉ lệ thuận) vào m, F

Quan sát thấy các vấn đề đó từ chuyển động (nahnh hơn, chậm hơn) của các vật, từ giá trị gia tốc

các vật tương ứng trong các hộp number (Acceleration)

Ứng dụng

Dạy bài Định luật II Newton (sgk 10), phần 1: Giới thiệu thí nghiệm, các tình huống, Đặt ra

tình huống nếu khác lực, khác khối lượng thì làm sao xác định gia tốc Từ đó giới thiệu đến sự kháiquát hóa từ các quan sát thí nghiệm của Newton, để từ đó nêu lên định luật II của Newton: F = ma

Chuyển động của vật bị ném

10 chuyen dong cua vat bi nem.cxp

Trang 24

b Hướng dẫn sử dụng

Chú y:

 Vị trí x của vật: Number1

 Vị trí y của vật : Number2

 Đồ thị trục x là Displacement (x), trục y là Diaplacement (y) sẽ vẽ quỹ đạo của vật bị

ném

 Vật đặt trên mặt đất tại gốc tọa độ trong khung Space

 Chính giữa vật có một núm điều chỉnh vận tốc ban đầu của

vật Dùng mouse kéo núm này đi theo phương nào thì véctơ

vận tốc được xác định theo đúng phương vhiều và độ lớn

như thế Máy tính còn hiện cho ta biết được các hình chiếu

của nó lên các trục (xem hình)

Ờ đây, v = 2,5 m/s, vx = 1,5 m/s, vy = 2 m/s

Trang 25

 Hộp PartTray chứa thước đo góc và thước đo độ dài Muốn sử dụng

chúng thì chỉ việc dùng mouse kéo chúng vào khung Space và tiến

hành đo

 Cách sử dụng thước đo góc:

1 Kéo biểu tượng

vào khung

Space, đặt đỉnh

thước đúng nơi đỉnhgóc cần đo

2 Dùng mouse kéođầu các thanh đotrùng với tia giớihạn góc cần đo Đọcchỉ số góc Tháothước bằng cách kéo

trả về PartTray.

 Cách sử dụng thước đo độ dài:

1 Kéo biểu tượng vào

khung Space,

2 Click mouse vào từng đầu thước, đưa đầu thước tới 1trong 2 điểm cần đo rồi click mouse Làm tương tự vớidầu còn lại Đọc chỉ số (21.73 cm), trả lại thước vào

PartTray

Quan sát hiện tượng ném xiên và vẽ dồ thị (x, y) của chuyển động này

 Load file

 Cấp cho vật vận tốc đầu bằng cách kéo núm màu bạc trên vật

 Ấn nút để Play Quan sát hiện tượng

Để làm nhiều thí nghiệm với các v0, (x0, y0) khác nhau, ta chỉ việc chỉnh tọa độ (x, y) về (x0, y0)

bằng cách gõ tọa độ vào Number1, Number2 rồi chỉnh lại v0 Nhớ Restart Graph.

Có thể tiến hành thí nghiệm đo tầm xa, độ cao cực đại bằng trực tiếp hiện tượng ném xiên hoặcbằng đồ thị với thước đo góc, đo độ dài và kiểm tra lại các công thức SGK

Kết quả

 Học sinh quan sát được hiện tượng ném xiên, ném ngang, quan sát và mô tảđược đồ thị (x, y), biết đo đạt thực nghiệm, kiểm chứng được các công thức sgk

Trang 26

Ứmg dụng:

Dạy bài Chuyển động của vật bị ném

Phần 1: Giới thiệu quỹ đạo chuyển động bằng đồ thị (Parabol) Dùng toán học như sgk luận raphương trình quỹ đạo Sau đó, kiểm tra lại ly thuyết bằng các cách thí nghiệm với các thông số khácnhau, so sánh đồ thị với ly thuyết

Phần 2: Tiến hành thí nghiệm, đo v0, dùng thước đo góc ném Tính Hmax theo công thức sgk

Phần 4 : Xem thí nghiệm tiếp sau

Thời gian rơi trong trọng trường của các vật cùng độ cao

L10 thoi gian roi trong trong truong.cxp

Trang 27

 Load file

 Cấp cho vật bên phải một vận tốc đầu chỉ có thành phần x (xem phần trên)

 Click Play Quan sát Khi vật cham đất thì click Pause

Làm lại tương tự với các vận tốc ngan (2 vật) và khối lượng khác nhau bằng cách thay giá trị ở

các hộp Number bên dưới (độ lớn vận tốc không được quá 1.5 m/s)

Trang 28

Các lò xo với độ cứng khác nhau (tăng dần), các vật giống nhau (cùng m)

Trang 29

Các lò xo với độ cứng giống nhau (60 N/m), các vật khác nhau (khác m)

Dạy bài lực đán hồi, thí nghiệm phần 2 trang 86 sgk 10

Cân bằng vật rắn có mặt chân đế

L10 dieu kien can bang cua vat ran co chan de.cxp

Trang 30

Thí nghiệm có 3 xe với mặt chân đế khác nhau : nhỏ (thin), trung bình (medium), lớn (wide) Hộp

Angle of slope để thay đổi góc nghiêng của mp nghiêng.

 Load file

 Kéo thả nhẹ vật trên mpn (vật nhỏ trước)

 Tăng dần góc nghiêng (click mũi tên nhỏ bên cạnh number Angle of slope) Quan sát vec tơ

trịng lực

 Khi xe đổ, ghi nhận góc nghiêng

Load file, làm lại với các xe còn lại So sánh các góc nghiêng làm đổ xe, kết luận

Dạy phần 6 bài Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 2 lực - Trọng tâm (sgk 10): Sau khi

kết luận về mặt ch6an đế, tiến hành thí nghiệm củng cố

Bảo toàn năng lượng trong chuyển động của con lắc

L10 bao toan nang luong - con lac.cxp

Trang 31

Vật được cấp cho vận tốc đầu

 Load file

 Click Play, Khi đổ thị được khoảng 3 nửa chu kì thì click Pause

 Quan sát và khảo sát đố thị

Ứng dụng

Dạy phần 1a bài Định luật bảo toàn cơ năng (sgk 10): phần mở đầu như SGK Dẫn nhập đến mối

quan hệ thế năng, động năng

Bảo toàn năng lượng trong chuyển động của viên bi rơi

L10 bao toan nang luong - bi roi.cxp

Trang 32

Vật đã được đặt ở độ cao h

 Load file

 Click Play, Khi đổ thị được khoảng 3 nửa chu kì thì click Pause

 Quan sát và khảo sát đố thị

Ứng dụng

Dạy phần 1a bài Định luật bảo toàn cơ năng (sgk 10): Sau khi thiết lập biểu thức toán học của định

luật, phát biểu định luật Dùng thí nghiệm và đồ thị Chứng minh trong chuyển động này, cơ năng

(động năng, thế năng trọng trường) được bảo toàn

Bảo toàn năng lượng trong chuyển động của vật gắn vào lò xo

L10 bao toan nang luong - lo xo.cxp

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	4,12 MB