Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý

Chia sẻ: Le Chi | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

244
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay công nghệ thông tin được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, công nghệ thông tin đã góp một phần không nhỏ trong công cuộc CNH-HĐH Đất nước. Trong lĩnh vực Giáo dục, các điều kiện để có thể áp dụng công nghệ thông tin tương đối đầy đủ; ở các Trường THPT về cơ sở vật chất thiết bị đã được cải thiện một cách rõ rệt, các trường đã có các phòng học sử dụng máy chiếu và việc soạn giáo án điện tử, dạy học bằng máy vi tính...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý

Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay công nghệ thông tin được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, công nghệ thông tin đã góp một ph ần không nh ỏ trong công cu ộc CNH-HĐH Đất nước. Trong lĩnh vực Giáo dục, các điều kiện để có thể áp dụng công nghệ thông tin tương đối đầy đủ; ở các Trường THPT về cơ s ở vật ch ất thiết bị đã được cải thiện một cách rõ rệt, các trường đã có các phòng học sử dụng máy chiếu và việc soạn giáo án điện tử, dạy học bằng máy vi tính không còn là vấn đề xa lạ đối với giáo viên dạy Vật lý. Tuy nhiên, các bài giảng đi ện tử c ủa các giáo viên thường chỉ mới dừng lại ở việc chiếu lên các dòng chữ để thay thế cho việc trình bày bảng, ứng dụng hình ảnh động của môi trường Powerpoint hoặc các phần mềm ứng dụng đơn giản. Để nâng cao hiệu quả của các bài giảng đòi hỏi giáo viên phải lồng ghép giữa trình bày lí thuyết và thực nghiệm nhằm p hát huy tác dụng của thí nghiệm trong bài dạy, đây là vấn đề rất cần thiết trong dạy h ọc V ật lý. Bên c ạnh vi ệc trình bày các thí nghiệm trực quan thì thí nghiệm ảo cũng đã mang lại hiệu quả thiết thực, đặc biệt trong các bài giảng điện tử có sử dụng máy chiếu. Hiện nay, ph ần m ềm thiết kế thí nghiệm ảo có nhiều nhưng không phải phần mềm nào cũng có th ể s ử dụng có hiệu quả. Và qua kinh nghiệm thiết lập thí nghiệm ảo trong việc giảng dạy Vật lý phổ thông tôi nhận thấy, phần mềm thiết lập thí nghiệm ảo tốt nhất hiện nay đó là Crocodile Physics 605. Phần mềm Crocodile Physics 605 có dao diện bằng Tiếng Anh. Mặc dù tác giả của phần mềm đã trình bày khá chi tiết về các thao tác cũng như trình t ự đ ể làm thí nghiệm nhưng do trình độ về Ngoại ngữ và Tin học của đại đa số giáo viên chúng ta còn hạn chế, nên việc sử dụng phần mềm này để thiết kế các thí nghi ệm vật lý ảo trong việc giảng dạy vật lý còn gặp rất nhiều khó khăn. Vì vậy, trong đề tài này tôi muốn giới thiệu về tính năng của phần m ềm, đ ồng th ời h ướng d ẫn NguyÔn V¨n Phóc -1- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 phương pháp chung để thiết kế thí nghiệm và trình bày một s ố thí nghi ệm ảo V ật lý bằng phần mềm Crocodile Physics 605. NguyÔn V¨n Phóc -2- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 PHẦN II: NỘI DUNG I. Giới thiệu phầm mềm Crocodile Physics 605 Phần mềm Crocodile Physics là phần mềm được dùng để thiết kế các thí nghiệm ảo của môn Vật lý, được lập trình trên ngôn ngữ lập trình C ++, thông qua ngôn ngữ thể hiện là Tiếng Anh. Phần mềm này từ khi ra đ ời cho đ ến nay có nhiều phiên bản với các mức độ khác nhau và qua mỗi phiên bản đã được bổ sung, cải tiến và hoàn thiện dần về nội dung. Thông qua việc sử dụng ph ần m ềm tôi thấy: phần mềm đã được tạo lập dựa trên cơ sở chính xác về mặt vật lý. Nó không chỉ mang tính mô phỏng lại các hiện tượng V ật lý một cách máy móc b ằng hình ảnh đơn thuần mà qua mỗi phiên bản đó thì các hiện tượng V ật lý thể hiện bản chất vật lý được bổ sung, chỉnh sửa, hoàn thiện t ương đối đ ầy đ ủ. Phiên b ản Crocodile Physics 605 được cập nhật mới nhất, với các tính năng đã được đổi mới, bổ sung khá nhiều so với các phiên bản trước đó. Phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Physics 605 được xây dựng dựa trên khả năng thao tác nhanh của các thế hệ máy tính cá nhân hiện nay. Nó có kh ả năng thiết lập được hầu hết các thí nghiệm trong chương trình Vật lý ph ổ thông, cung cấp một số chủ đề có sẵn theo chương trình và có thể tạo ra được các chủ đề mới theo từng nội dung thí nghiệm. Khi xây dựng thí nghiệm ảo bằng ph ần m ềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể đưa vào các hình ảnh được ghi lại sẵn từ ngoài chương trình, có thể sắp xếp các dụng cụ thí nghiệm trong một hoạt cảnh giống như không gian của một phòng thí nghiệm. Thiết kế thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể sử dụng chuột một cách dễ dàng để lựa chọn, di chuyển hay thay đổi các d ụng c ụ thí nghiệm. Mat khác cũng có thể di chuyển, copy một dụng cụ hoặc toàn bộ thí nghiệm đã xây dựng ra môi trường Word hoặc Powerpont để đưa hình ảnh, kết quả thí nghiệm vào bài giảng điện tử hay giáo án điện tử. NguyÔn V¨n Phóc -3- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 II. Cách sử dụng phầm mềm Crocodile Physics 605 1. Cài đặt phần mềm Crocodile Physics 605 - Chạy file CP_605.exe từ thư mục Crocodile - Hoàn thành các bước cài đặt theo chỉ dẫn trên màn hình là bạn đã tạo được file chạy chương trình trên Desktop là: Crocodile Physics 605 Bạn có thể Download, để cập nhật phiên bản mới nhất của phầm mềm theo địa chỉ website: www.crocodile-clips.com 2. Chạy chương trình Crocodile Physics 605 Khi chạy chương trình bạn nháy đúp chuột vào File chạy c ủa ph ần m ềm trên Desktop là Crocodile Physics 605 hoặc chạy trực tiếp một file thí nghiệm đã được thiết lập. Khi vào chương trình lần đầu tiên bạn sẽ được yêu cầu nhập tên đăng ký và mã số sử dụng, khi đó bạn nhập lần lượt các yêu trên: Tên đăng ký là: WWW.SERIALNEWS.COM Mã số sử dụng: CP000SS605CUTKG Nhập xong bạn chọn Next và sau đó bạn chọn tiếp OK sẽ khởi động được chương trình với dao diện ban dầu có dạng sau đây. NguyÔn V¨n Phóc -4- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Khi vào chương trình từ lần thứ hai trở đi, bạn không c ần ph ải nh ập l ại tên đăng ký và mã số sử dụng nữa. 3. Các menu chính của phần mềm Crocodile Physics 605 a) Các menu ngang * Các biểu tượng làm việc với File * Các biểu tượng làm việc với các Edit (lựa chọn nhanh) NguyÔn V¨n Phóc -5- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 * Các biểu tượng làm việc với View – Scenes (cách thể hiện) * Các tuỳ chọn trợ giúp NguyÔn V¨n Phóc -6- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 b) Các thanh công cụ chính của phần mềm c) Contents Contents là phần rất mới bao gồm các ví dụ đã được thiết kế sẵn theo các ch ủ đề như: mô tả chuyển động, các mạch điện, … Với mỗi modun đã có các dụng cụ thí nghiệm phù hợp với chủ đề và bạn chỉ cần chọn bổ sung những dụng cụ thích hợp để thực hiện thí nghiệm. Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số chủ đề cơ bản, để có thể thiết kế được toàn bộ các thí nghiệm phục vụ cho giảng dạy và học tập thì cần thiết phải xem các ví dụ này và sau đó bạn tự thiết kế các thí nghi ệm phù h ợp v ới bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy trong phần Part Library. d) Parts Library Đây là thư viện các dụng cụ thí nghiệm vật lý ảo đã được sắp xếp thành từng phần Điện – Quang – Cơ – Sóng – Công cụ hỗ trợ. Với các dụng cụ thí nghiệm trong từng phần này, bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế được các thí nghiệm vật lý trong trường phổ thông. Tuy nhiên, để thí nghiệm trở nên chuyên nghi ệp NguyÔn V¨n Phóc -7- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 hơn thì phải kết hợp sử dụng các với các công cụ hỗ trợ thí nghiệm trong foder Presentation của phần này. NguyÔn V¨n Phóc -8- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 e) Công cụ hỗ trợ Công cụ hỗ trợ thiết kế thí nghiệm dùng chung đã được tuy ển ch ọn và đ ưa vào trong thư viện các dụng cụ thí nghiệm Parts Library. Presentation bao gồm các dụng cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại thí nghiệm…giúp cho các thí nghiệm ảo được thiết lập bằng phần mềm trở nên chuyên nghiệp hơn. NguyÔn V¨n Phóc -9- Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 III. Tính năng nổi trội của phần mềm Crocodile Physics 605 1. Khả năng mở rộng không gian thí nghiệm Tính năng mới Crocodile Physics 605 so với các phiên bản trước đó là giao diện thiết kế và thực hiện thí nghiệm có thể chuyển ra toàn bộ màn hình như hình bên. Thêm vào đó có bổ sung phần “Getting Start” trong folder “Contents” giúp cho người sử dụng học một số bước cơ bản nhất để có thể thiết kế và sử dụng phần mềm này. 2. Contents Đây là một số phần và modun xây dựng sẵn phù hợp với các chủ đề trong chương trình giảng dạy tại trường phổ thông. Trong các chủ đề này chúng ta có thể chạy trực tiếp hoặc thay đổi các dụng cụ thí nghiệm, thay đổi các điều kiện, các thông số của thí nghiệm để có thể thực hiện được các các thí nghiệm theo từng nội dung của bài học. 3. Không gian sóng 2D Các phiên bản trước của phần mềm Crocodile Physics 605 thì trong thí nghiệm về sóng chúng ta chỉ có thể quan sát các dải sóng được mô tả có dạng là các đường hình sin hay cosin, nhưng trong phiên bản này chúng ta có thể quan sát sóng ở dạng 2D, tức là có thể quan sát được hình ảnh sự lan truyền của sóng theo mọi hướng và thể hiện được cả biên độ của sóng tại mọi điểm trong môi trường. Trong hình bên bạn NguyÔn V¨n Phóc - 10 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 có thể quan sát thấy một thí nghiệm khá trực quan, giống nh ư bạn đang quan sát hình ảnh của sóng nước theo phương thẳng đứng nhìn từ trên xuống, th ấy rõ đ ược biên độ và dạng của sóng khác nhau trên ở từng vị trí qua sát khác nhau. Hình ảnh của sóng quan sát được sống động giống như thật, tao ra được sự hứng thú h ọc tập cho học sinh. 4. Thiết lập thí nghiệm một cách dễ dàng Dụng cụ thí nghiệm có thể lựa chọn bằng cách di chuy ển chuột đến bi ểu tượng, giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí thích hợp rồi th ả chu ột. Có th ể di chuyển vị trí của dụng cụ, xoay chuyển dụng cụ một cách dễ dàng. Có thể thay đổi các thông số của các dụng cụ thí nghiệm bằng hai cách: Cách 1: Bấm chuột phải chọn Properties để thay đổi các thông số. Cách 2: Chọn Properties bên trái màn hình để thay đổi các thông số. Trong mạch điện có thể nối dây bằng cách rê chuột, khi di chuyển dụng cụ thí nghiệm thì dây nối được tự động thay đổi theo vị trí các thiết bị bị như hình bên. Khi ta đóng mạch các dụng cụ như đèn sẽ phát sáng, loa phát ra âm thanh…thấy được chiều của dòng điện trên từng đoạn mạch, nếu dòng qua dụng cụ quá tải thì dụng cụ sẽ bị hỏng (cháy) giống như thật. Trong các thí nghiệm về cơ chuyển động của các vật có thể đi ều ch ỉnh linh hoạt, có thể thấy được phương, chiều và độ lớn của các lực tác dụng trong quá trình chuyển động, có thể thiết đặt vận tốc, gia tốc…theo phương, chiều và độ lớn tuỳ ý; có thể thay đổi trường lực, điều chỉnh giá trị tuỳ ý của gia tốc trọng trường hoặc chọn trường phi trọng lượng. Trong các thí nghiệm về quan hình đường truyền của các tia sáng được thiết kế một cách chính xác, đặc biệt trong thí nghiệm về sự tán sắc của ánh sáng NguyÔn V¨n Phóc - 11 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 có thể thấy rõ được vị trí của từng màu đơn sắc; có thể di chuyển hoặc xoay chuyển nguồn sáng hoặc dụng cụ thí nghiệm, thay đổi các màu s ắc khác nhau c ủa ánh sáng hoặc thay đổi giá trị cụ thể của bước sóng. Trong thí nghiệm về sóng có thể thay đổi môi trường truyền sóng như môi trường truyền sóng ánh sáng (không khí hoặc chân không), môi trường truyền sóng âm (nước hoặc không khí), môi trường nước. Có th ể quan sát đ ược s ự lan truyền của sóng, hình ảnh giao thoa sóng thể hiện sõ được rất rõ cả về biên độ của sóng và pha. Nguồn sóng có thể chọn nguồn cố định hoặc ngu ồn sóng chuy ển động. Như hình bên ta có thể thấy hình ảnh dụng cụ thí nghiệm ảo này rất gần với vật thật. Đây có thể xem là một bước đột phá rất quan trọng góp phần đưa các thí nghiệm trực quan hơn, giúp cho học sinh dễ dàng liên hệ với thực tế và nhớ bài tốt hơn. Không gian làm thí nghiệm có thể tạo ngữ cảnh vào và ra logic của bạn trên một ảnh nền, sắp xếp các dụng cụ thí nghiệm ở các vị trí thích hợp tương ứng, như phong cảnh bên trong một phòng thí nghiệm thực tế. 5. Đồ thị của thí nghiệm Đồ thị của kết quả của thí nghiệm là phần nổi bật nhất của phần mềm. Đồ thị đã biểu diễn chính xác các số liệu thí nghiệm (có thể kiểm chứng lại kết quả theo tính toán lý thuyết là gống nhau). NguyÔn V¨n Phóc - 12 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Đồ thị có thể thuỳ chọn theo các dạng khác nhau và có th ể thay đ ổi d ễ dàng các thang chia của các trục của thị, thay đổi được các thông s ố của của các tr ục đ ồ thị. Trên một đồ thị có thể biểu diễu nhiều đường với các màu sắc khác nhau để có thể so sánh được sự thay đổi của các thông số đó. IV. Thiết kế thí nghiệm vật lý ảo với phần mềm Crocodile Physics 605 Để thiết lập một thí nghiệm vật lý ảo băng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể tiến hành thao tác theo trình tự chung g ồm 5 b ước c ơ b ản sau đây: Bước 1: Khởi động phầm mềm Khởi động máy xong, bạn nháy đúp chuột biểu tượng của file Crocodile Physics 605 trên Desktop. Bước 2: Lưa chọn dụng cụ thí nghiệm a) Phần chuyển động: Di chuyển chuột chọn chọn Part Library, trong menu của Part Library bạn chọn Motion &Forces và di chuyển con trỏ xuống để chọn tiếp Motion. Trong Motion bạn có thể lựa chọn các dụng cụ để thiết kế thí nghiệm về chuyển động trong bảng dưới đây. Trong các dụng cụ này, bạn ch ọn d ụng cụ nào thì di chuyển con trỏ đến biểu tượng của dụng cụ đó, bấm-giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần đặt rồi thả chuột. Space Trường không trọng lượng Ideal elastic ground Mặt tiếp xúc hoàn toàn đàn hồi Ideal inelastic ground Mặt tiếp xúc không đàn hồi Wooden ground Mặt tiếp xúc bằng gỗ Grounds Metal ground Mặt tiếp xúc bằng kim loại (Trường trọng Rubber ground Mặt tiếp xúc bằng cao su lực) Glass ground Mặt tiếp xúc bằng thuỷ tinh Ice ground Mặt tiếp xúc là mặt băng Concrete ground Mặt tiếp xúc bằng bê tông Slopes Ideal elastic slope Mặt phẳng nghiêng hoàn toàn đàn hồi Ideal inelastic slope Mặt phẳng nghiêng không đàn hồi NguyÔn V¨n Phóc - 13 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 (Mặt phẳng Wooden slope Mặt phẳng nghiêng bằng gỗ nghiêng) Metal slope Mặt phẳng nghiêng bằng kim loại Rubber slope Mặt phẳng nghiêng bằng cao su Glass slope Mặt phẳng nghiêng bằng thuỷ tinh Ice ground Mặt phẳng nghiêng là mặt băng Concrete ground Mặt phẳng nghiêng bằng bê tông Ideal elastic ball Quả cầu hoàn toàn đàn hồi Ideal inelastic ball Quả cầu xúc không đàn hồi Soccer ball Quả bóng đá Basket ball Quả bóng rổ Cricket ball Quả bóng Criket Golf ball Quả bóng sân Golf Balls Tennis ball Quả bóng Tennis (Quả câu) Billiard ball Quả bóng Bida Wooden ball Quả cầu bằng gỗ Rubber ball Quả cầu bằng cao su Metal ball Quả cầu bằng kim loại Concrete ball Quả cầu bằng bê tông Glass ball Quả cầu bằng thuỷ tinh Ice ball Quả cầu bằng nước đá Ideal elastic block Khối hộp chữ nhật hoàn toàn đàn hồi Ideal inelastic block Khối hộp chữ nhật không đàn hồi Brick Viên gạch xây Wooden block Khối hộp chữ nhật bằng gỗ Blocks Metal block Khối hộp chữ nhật bằng kim loại (Vật nặng) Rubber block Khối hộp chữ nhật bằng cao su Glass block Khối hộp chữ nhật bằng thuỷ tinh Ice block Khối hộp chữ nhật băng Concrete block Khối hộp chữ nhật bằng bê tông Cart Xe lăn Rod Thanh gắn thẳng Spring Lò xo b) Phần sóng: Di chuyển chuột chọn chọn Part Library trong menu của Part Library bạn chọn Waves. Trong Waves bạn có thể lựa chọn các dụng cụ để thiết kế thí nghiệm về sóng trong bảng dưới đây. Các dụng cụ này nếu bạn ch ọn d ụng cụ nào thì ch ỉ c ần di chuyển con trỏ đến biểu tượng của dụng cụ đó, bầm-giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần đặt rồi thả chuột. NguyÔn V¨n Phóc - 14 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Sự truyền sóng trong môi Wave propagation space trường Sự truyền sóng qua hai môi Wave penetration space trường 1D Sự tổng hợp của sóng tới Wave reflection space Các sóng quan và sóng phản xạ đầu tự do sát được theo Sự giao thoa của hai sóng Wave interference space một mặt cắt truyền ngược chiều nhau Sự tổng hợp của sóng tới và Wave pinned space sóng phản xạ đầu cố định. Sự truyền sóng trên dây căn Wave plucking space hai đầu cố định Waves Elictromagnetic wave space Môi trường truyền sóng Các Sound wave space Môi trường truyền sóng âm sóng Water wave space Môi trường truyền sóng nước Sources Point source Nguồn điểm Nguồn Line source Nguồn có dạng là đoạn thẳng sóng Moving point source Nguồn điểm có thể chuyển động 2D Reflectors Plane reflector Mặt phản xạ phẳng Các sóng quan Mặt phản xạ sát được theo Block Dạng hình chữ nhật mọi phương Obstacles Sloped Dạng hình thang truyền của Vùng cản trở block sóng sóng Trialgle Dạng hình tam giác Circle Dạng hình tròn Single slits Khe hở đơn Slits Double Khe hở đôi Khe hở slits Measurement Detector Vị trí đặt thiết bị đo Đo lường Bước 3: Di chuyển, lắp ghép, thiết đặt thông số và xoá dụng cụ thí nghiệm Sau khi đã lựa chọn được các dụng cụ bạn có thể di chuy ển, l ắp ghép, thay đổi thông số, hoặc xoá các dụng cụ theo phương pháp sau: Khi cần di chuyển dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụbấm-giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần chuyển đến rồi thả chuột. Khi cần kết nối các dụng cụ bạn cần di chuy ển các các dụng c ụ đ ể các điểm nối lại trùng nhau (điểm nối của các vật ở tâm). Khi cần thiết lập các thông số của dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đ ến dụng cụ, bấm chuột phải và chọn Properties thì trong menu dọc Properties s ẽ hi ện ra các tuỳ chọn về các thông số dụng cụ để bạn thay đổi. NguyÔn V¨n Phóc - 15 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Khi cần xoá dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm chuột trái rồi bấm Delete hoặc bấm chuột phải và di chuyển chọn Delete trong menu. Nếu bạn muốn xoá nhiều dụng cụ trước khi đặt lệnh xoá bạn lựa chọn các dụng cụ cần xoá trước. Bước 4: Chọn hình thức thể hiện thông số của thí nghiệm Sau khi lắp đặt các dụng cụ thí nhiệm bạn cần phải lựa ch ọn các công cụ hỗ trợ để thể hiện các thông số của thí nghiệm, phần này rất quan trọng của thí nghiệm. Bởi nếu bạn đã thiết lập thí nghiệm thành công nhưng không đưa ra được kết quả thì việc thiết lập thí nghiệm của ban sẽ không mang l ại k ết qu ả gì. Trong Presentation bao gồm các công cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại thí nghiệm… Khi thi ết l ập thí nghi ệm chúng ta cần thiết phải biết cách biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng đồ thị hoặc bằng số đo cụ thể. a) Phương pháp biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng đồ thị Di chuyển con trỏ đến biểu tượng của đồ th ị (Graph) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt, thả chuột rồi t hiết lập thông số cho đồ thị bằng cách bấm chuột phải, di chuyển chuột và chọn Properties sẽ hiện lên danh mục các tuỳ chọn của đồ thị trong Properties bao gồm: - Trances (các đường đồ thị): có thể lựa chọn thêm, bớt đi s ố đ ường bi ểu di ễn trong đồ thị; kiểu của các đường đồ thị bao gồm: màu sắc, cách vẽ, độ dày nét vẽ và mức độ rộng hẹp. - Y-axis (trục tung 0y): có thể có thể lựa chọn độ rộng (Range) g ồm m ức th ấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về kho ảng cách giữa các đường kẻ. - X-axis (trục hoành 0x): có thể có thể lựa chọn đại lượng đo (Measure) gồm: toàn bộ thông số của thí nghiệm (Golban property), một số thông s ố của thí nghiệm Local part property), (specific part property) thông số riêng của thí nghiệm. Có thể có thể lựa chọn độ rộng (Range) gồm mức thấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về khoảng cách giữa các đường kẻ. NguyÔn V¨n Phóc - 16 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 - Visual settings (thiết lập màu sắc của đồ thị): có th ể lựa ch ọn màu sắc cho các đường kẻ đồ thị (Apperance) gồm: màu của các đường kẻ chính (Major grid), các đường kẻ phụ (Minor grid), trục hoành 0x (X-axis), trục tung 0y (Y- axis) Sau khi tuỳ chọn kiểu các thông số của đồ thị bạn di chuy ển chuột vào vùng kẻ của đồ thị sẽ xuất menu gồm: mở rộng kích thước trục hoành, mở rộng kích thước trục tung, phóng to, thu nhỏ đồ thị và khởi động lại đồ thị. b) Phương pháp biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng số Di chuyển con trỏ đến biểu tượng thể hiên bằng số (Number) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt rồi thả chuột. Bước 5: Chạy thí nghiệm và chuyển các thông số thí nghiệm ra ngoài Để chạy chương trình trước hết bạn cần thay đổi thông số c ủa đ ường bi ểu diễn trên đồ thị và thể hiện bằng số theo cách di chuyển chuột vào vòng tròn kí hiệu, thông số sẽ xuất hiện dòng chữ (Click and drag to choose a part), b ạn rê chuột đến dụng cụ cần kết nối để đo, khi đó chữ mờ Property sẽ đậm lên màu đen và có viền đỏ. Bạn tiếp tục di chuyển chuột vào chữ Property con chuột sẽ đổi sang kí hiệu bàn tay và nổi lên chữ Property khi đó bạn bấm chuột vào chữ Property s ẽ hiện lên một loạt danh mục các tuỳ chọn ban di chuy ển chuột để l ựa chon m ục thể hiện thích hơp bao gồm: 1 Acceleration (magniude) Độ lớn gia tốc 2 Acceleration (x) Gia tốc theo trục hoành 3 Acceleration (y) Gia tốc theo trục tung 4 Angle of rotation Góc quay 5 Anglar acceleration Gia tốc góc 6 Anglar velocity Vận tốc góc 7 Density Gia tốc trọng trường 8 Displacement (x) Độ lệch theo phương ngang 9 Displacement (y) Độ cao 10 Distance Khoảng cách 11 Drag coefficient Hệ số trượt NguyÔn V¨n Phóc - 17 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 12 Driving force (magniude) Độ lớn của lực kéo 13 Driving force (x) Lực tác dụng theo phương thẳng đứng 14 Driving force (y) Lực tác dụng theo phương ngang 15 Elasticity Khả năng đàn hồi 16 Gravitatinal potential enery Thế năng trong trường 17 Kinetic enery (rotational) Động năng chuyển động quay 18 Kinetic enery (total) Động năng toàn phần 19 Kinetic enery (translational) Động năng chuyển động tịnh tiến 20 Kinetic fiction Hệ số ma sát trượt 21 Mass Khối lượng 22 Moment of inertia Mô men quán tính 23 Momentum (x) Động lượng theo trục hoành 24 Momentum (y) Động lượng theo trục tung 25 Net force (translational) Độ lớn hợp lực 26 Radius Bán kính 27 Speed Vận tốc 28 Static friction Masát nghỉ 29 Torque Mômen quay 30 Velocity (magniude) Độ lớn vận tốc 31 Velocity (x) Vận tốc theo trục hoành 32 Velocity (y) Vận tốc theo trục tung 33 Volume Âm lượng 34 Weight Trọng lượng Sau khi bạn chọn được thông số của đường biểu diễn trên đ ồ th ị và th ể hiện bằng số thích hợp bạn dừng thí nghiệm, khởi động l ại đ ồ th ị và ch ạy l ại thí nghiệm với tốc độ được chọn từ 1 → 10 trong menu ngang ta sẽ quan sát được trình tự của thí nghiệm, các đường biểu diễn của các thông số cần khảo sát trên đồ thị và đọc được các thông số đó trên công cụ hiển thị số. Nếu thấy kết quả chưa hợp lí bạn có thể dừng lại (nút dừng trên menu ngang hoặc lấy ra từ Presentation), thay đổi các thông số, khởi động lại đồ thị và chạy lại thí nghiệm để thu được kết quả thích h ợp, b ầm nút tạm d ừng đ ể qua sát tính toán kế quả hoặc chuyển kết quả thí nghiệm ra môi trường Word hoăc Powerpoint. NguyÔn V¨n Phóc - 18 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 V. Một số ví dụ về thiết kế kế thí nghiệm ảo sử dung phần mềm Crocodile Physics 605 Với các tính năng ưu việt của phần mềm Crocodile Physics 605, chúng ta có thể thiết lập được rất nhiều thí nghiệm ảo trong chương trình Vật lý phổ thông, tuy nhiên chúng ta cần lựa chọn các thí nghi ệm v ề các v ấn đ ề mà trình bày lý thuyết suông không thể hiện rõ nét được. Trong đề tài này tôi trình bày cách thiết lập một số thí nghiệm vật lý trong chương trình Vật Lý THPT từ phần mềm Crocodile Physics 605. Qua đó có thể thấy được về các tác dụng của việc sử dụng các thí nghi ệm Vât lý ảo b ằng ph ần mềm. 1. Thí nghiệm xác định chu kỳ dao động của con lắc lò xo và gia tốc trọng trường (Bài 13: Thực hành – SGK Vật lý 12 mới) Bên cạnh các thí nghiệm trực quan thì thí nghiệm ảo đã được các tác gi ả viết sách giáo khoa mới đưa vào hướng dẫn làm thí nghi ệm trong Bài 13 Th ực hành – SGK Vật Lý 12 (mới). Tuy nhiên, các tác gi ả đã h ướng d ẫn làm thí nghi ệm này theo phiên bản cũ của phần mềm. Vì vậy trong bài thí nghiệm này tôi trình bày cách thiết lập thí nghiệm xác định chu kỳ dao động bằng phiên bản Crocodile Physics 605. Khởi động máy xong, bạn nháy đúp chuột biểu tượng của file Crocodile Physics 605 trên Desktop để vào chương trình, sau khi vào chương trình bạn rê chuột và chọn Force & Acceleration bạn di chuyển con trỏ xuống để chọn tiếp Other Examples. Trong danh sách các thí nghiệm sẵn có bạn chọn tiếp Springs - Force. Trên màn hình sẽ cho ta một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 1kg, lò xo có độ cứng k = 100N/m, chiều dài l 0 = 40cm, dao động trong trường trọng lực với g = 9,81kgm/s2. Trong phần đồ thị chỉ vẽ được độ lớn của hợp lực tác dụng vào con l ắc, chúng ta cần Copy thêm đồ thị để biểu diễn các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà là toạ độ và vận tốc của dao động bằng cách di chuy ển chuột vào đ ồ th ị, NguyÔn V¨n Phóc - 19 - Trường THPT Nghi Lộc III
Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 bấm chuột phải chọn copy sau đó bấm chuột phải chọn tiếp để ch ọn hai l ần Paste ta sẽ có thêm hai đồ thị. Tuy nhiên, các đồ thị đang có cùng thông số biểu diễn là độ lớn của hợp lực. Thay đổi các thông số của đồ thị toạ độ của thí nghiệm bằng cách di chuyển chuột vào đồ thị, bấm chuột phải chọn Properties, thay đổi lại biểu diễn của các trục bao gồm: trục tung với kích thước khoảng từ 0,44 đến 1m, trục hoành t ừ 1 đến 5 giây. Thay đổi thông số biểu diễn bằng cách di chuy ển chu ột vào dòng ch ữ mô tả thông số của đồ thị, bấm chuột trái di chuyển chuột và chọn Displacement (y). Thay đổi các thông số của đồ thị vận tốc của thí nghiệm bằng cách di chuyển chuột vào đồ thị, bấm chuột phải chọn Properties, thay đổi lại biểu diễn của các trục bao gồm: trục tung với kích thước khoảng từ -1,5(m/s) đến 1.5(m/s), trục hoành từ 1 đến 5 giây. Thay đổi thông số biểu diễn bằng cách di chuy ển chuột vào dòng chữ mô tả thông số của đồ th ị, bấm chu ột trái di chuy ển chu ột và chọn Velocity (y). Vào mục các công cụ hỗ trợ thí nghiệm bạn chọn ti ếp bi ểu tượng th ể hi ện thông số của thí nghiệm cho các đại lượng, liên kết với quả cầu của con lắc và tuỳ chọn thông số mô tả bao gồm lực (Net force), tung độ (Momentum (y)) và vận tốc (Velocity (y)). Dừng thí nghiệm khởi động lại các đồ thị và cho con lắc dao động trở lại chúng ta sẽ thu được hình ảnh của thí nghiệm, các kết quả và các đồ thị như hình bên. Trên cơ sở của các kết quả trên các đồ thị của thí nghiệm cho học sinh quan sát lại thí nghiệm với các thay đổi các giá trị cuả gia tốc trọng trường, khối lượng của vật và các độ cứng khác nhau của lò xo để học sinh so sánh các kết quả. NguyÔn V¨n Phóc - 20 - Trường THPT Nghi Lộc III