Một số hướng dẫn dùng CP 605 thiết kế các thí nghiệm ảo Vật lý 10

Một số hướng dẫn dùng CP 605 thiết kế các thí nghiệm ảo Vật lý 10 Cài đặt phần mềm : Vào trang google.com.vn tìm bằng từ khóa: Crocodile physics605 (full). Sau khi download về máy, trong file nén có kèm theo tập tin crack (Key Crocodilephysics.605). Chạy file CP_605.exe từ thư mục chứa tập tin Crocodile physics v605(full). Hoàn thành các bước theo chỉ dẫn trên màn hình, bạn đã tạo file chạy chương trình trên Desktop: Khi chạy chương trình lần đầu, chúng ta phải đăng ký: + Khởi động chương trình từ Desktop. + Sau khi chương trình khỏi đông xong, bạn phải đăng ký ngay, mới sử dụng được. + Bạn tiến hành mở file Key Crocodilephysics.605 trong thư mục lưu phần mềm, mở flie Keygen.exe và làm theo hướng dẫn. Lưu ý, một số chương trình diệt Virut ngăn không cho thực thi tập tin Keygen.exe. Bạn phải tắt chương trình diệt Virut trước. B. Giới thiệu về phần mềm: Màn hình sau khi đăng ký và chạy chương trình: Bạn nên chọn Contents trên hộp thoại Welcome to……….. để mở các file sẵn có của chương trình. Nếu bạn muốn tự tạo một thí nghiệm, hãy chọn new model. Và mục cuối cùng là hướng dẫn sử dụng chương trình. Sau khi chọn xong, chúng ta có màn hình làm việc sau: Các thành phần chính: Các Menu ngang: Từ trái qua phải lần lượt là : Chúng ta chọn đối tượng rồi click vào nút này để xóa. Tạo mới một bài thí nghiệm. Mở một bài đã có sẳn Lưu bài đang tiến hành. In trang trình bày của thí nghiệm. Chọn một đối tượng và click vào nút này để cắt. Nếu muốn Copy đối tượng nào đó, chọn đối tượng và click vào nút này. Sau khi copy (hay cắt), click nút này để dán đối tương vào vùng làm việc. Hủy thao tác vừa thực hiện. Thực hiện lại thao tác vừa hủy. Phóng to. Thu nhỏ. Hiển thị thuộc tính của màn hình đang làm việc. Cho dừng hoặc chạy thí nghiệm. Tăng hoặc giảm tốc độ, thời gian. Bạn có thể làm chậm lại thí nghiệm cho dễ nhìn bằng cách kéo và thả nút trên thanh này. Mục contents : Các ví dụ đã thiết kế sẳn (chúng ta chú ý mục này). Các ví dụ đầu tiên cho người mới tập sử dụng. Mô tả chuyển động Lực và gia tốc Năng lượng và chuyển động Các mạch điện Năng lượng điện Sóng Quang học Các ví dụ trực tuyến (máy có nối mạng) Các ví dụ tự xây dựng. Mục parts Library: thư viện các dụng cụ thí nghiệm (dành để tự thiết kế). Những công cụ hỗ trợ. Các dụng cụ về sóng Các dụng cụ về động lực học và chuyển động Các dụng cụ về quang học Các dụng cụ về điện Mục Properties: thể hiện các thuộc tính của đối tượng trong khung làm việc, các thông tin về thuộc tính sẽ hiện ra khi ta click chuột phải vào đối tượng và chọn properties. Các thuộc tính này, chúng ta có thể chỉnh sửa cho phù hợp với bối cảnh của thí nghiệm.  e. Kho thí nghiệm về động lực học và chuyển động: (phần quan tâm của chúng ta đây). Không gian thí nghiệm: chân không, nước, trọng trường,… Các loại mặt tiếp xúc nằm ngang: đàn hồi, không đàn hồi,….. Các loại mặt phẳng nghiêng. Các quả bóng Các khối vật chất xe Thanh không khối lượng. Lò xo không khối lượng. f. Các công cụ hổ trợ: Thước đo độ dài Đồ thị Viết các câu chú thích, giải thích, hướng dẫn….. Viết các hướng dẫn theo từng bước của thí nghiệm Chèn hình ảnh (có dung lượng nhỏ) vào thí nghiệm Trình diễn một lọat các hình ảnh của thí nghiệm Nút nhấn, thay đổi hình ảnh của khung làm việc Chỉ dẫn về dụng cụ và nêu thông số của nó. Lựa chọn thuộc tính của đối tượng Thay đổi thuộc tính text của đối tượng Dừng/chạy thí nghiệm Thực hiện thí nghiệm lại từ đầu Giá đựng các dụng cụ Thước đo góc Đường gióng Cho phép hiển thị hay không, khi liên kết với đối tượng Các dụng cụ đo Một số thanh menu khác, các bạn khám phá từ từ nhé! Trong bài này, ta tập trung vào các thí nghiệm về động lực học và chuyển động. Còn các thí nghiệm khác, sẽ trình bày ở các cuốn tiếp theo. Các bạn có thể tìm hiểu thêm trên Internet. C. Các thao tác và các bài thực hành: Thí nghiệm 1: Chuyển động thẳng đều Bước 1: Khởi động chương trình CP từ màn hình (hoặc từ nút Start). Bước 2: Từ contents à Decribing motion à Distance-time graphs. Bước 3: Chọn một chiếc xe từ Part tray (có 6 chiếc để bạn chọn). Hộp Number Bước 4: tiến hành tạo các liên kết đến đối tượng 4.1: Tạo liên kết đến hộp Number: bạn re con chuột vào hộp Number, chổ có vòng tròn và chữ thập, lúc đó xuất hiện dòng chữ như hình. Nhấn và giữ chuột trái, kéo đến chính giữa đối tượng, lúc đó sẽ xuất hiện đường gạch đứt khúc như hình Tiếp tục, rê chuột trái lên dòng chữ Property, nhấn và giữ chuột trái à xuất hiện một hộp thoại bên cạnh, ta chọn thông số cho hộp Number là vận tốc theo trục x à Velocity (x). Lúc này, hộp Number có dạng như sau: Bạn có thể thay đổi đơn vị của vận tốc bằng cách click và giữ chuột trái vào dòng km.h-1 . Bạn cấp vận tốc cho xe bằng cách nhập số vào ô giữa của hộp Number 4.2. Tạo liên kết để vẽ đồ thị. Cách làm tương tự như 4.1 Khi click chuột vào dòng Property trên trục y của đồ thị, xuất hiện hộp thuộc tính như trong bước 4.1. Ở đây ta chọn, độ dài theo phương ngang x à displacement (x). và trục hoành ta để theo thời gian simulation time s. Bước 5: chỉnh các thông số trên đồ thị Rê chuột vào vùng có đồ thị à click chuột phải à chọn property. Lúc đó, khung thuộc tính bên trái của chương trình hiện ra Bạn chon thẻ X-axis, thay đổi giá trị max là 5. Ngoài ra, bạn có thể chọn lại đơn vị đo trong mục Unit, khoảng chia trên trục hoành ở mục Major, every và thuộc tính hiện lưới bằng mục Minor Tương tự bạn tiến hành chỉnh sửa lại trục Y theo hình bên dưới. Bước 6: chọn vào mục parts Library à presentation à kéo hai nút Pause và Reload ra khung thí nghiệm, bố trí thích hợp, thuận tiện khi tiến hành. Bước 7: Tiến hành lưu thí nghiệm với một tên khác, ở đây ta lưu với tên với tên khác là chuyendongthangdeu.cxp (vào flie à save as). Cấp vận tốc, nhấn nút Pause và xem kết quả trên đồ thị. Để chèn đoạn text vào khung thí nghiệm, bạn sử dụng công cụ text trong presention Sau khi xem xong, chúng ta nhấn nút Reload đưa các thông số thí nghiệm trở về lúc ban đầu. Trong thí nghiệm này, ta có thể xem dạng đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng đều. Muốn vậy, ta thay đổi displacement (x) ở trục tung trên đồ thị bằng Velocity (x). Và tất nhiên, còn những 5 chiếc xe nữa để bạn chọn cho thí nghiệm của mình !. Về tên các thông số của thí nghiệm, các bạn xem ở cuối phụ lục này. Thí nghiệm 2: Chuyển động thẳng biến đổi đều Bước 1: Khởi động chương trình CP từ màn hình (hoặc từ nút Start). Bước 2: Từ contents à Decribing motion à Velocity-time graphs. Bước 3: Ta tiến hành các thao tác như thí nghiệm 1 Chọn một chiếc xe từ part tray Tạo liên kết đến đồ thị và chọn thông số cần đo là Velocity (x) Trên đồ thị, ta thấy có một đường màu đỏ song song trục hoành, bạn click vào đồ thị, ở phía bên phải xuất hiện hình : Bạn chọn để Reset lại đồ thị, nhớ trước đó, phải nhấn nút trên thanh menu ngang. Bước 4: Trên đồ thị, ta tiến hành chỉnh các thông số sau trong thẻ Property Bước 5: Vào mục parts Library à presentation à kéo hộp number ra và bố trí như hình Bước 4: click vào dòng property trên hộp number, tiến hành liên kết đến đối tượng và chọn thông số thể hiện là lực kéo Driving force (magniude). Bước 5: Vào mục parts Library à presentation à kéo hai nút Pause và Reload ra khung thí nghiệm, bố trí thích hợp, thuận tiện khi tiến hành. Bước 6: Xóa một vài mục không cần thiết (click vào đối tượng à delete) Lưu lại thí nghiệm với tên khác là chuyendongnhanhdandeu.cxp Bước 7: Phóng to màn hình, tác dụng lực 100N cho xe và quan sát dạng đồ thị trên màn hình. Nếu ta chọn thông số biểu diển trên đồ thị là độ dời theo phương ngang displacement (x) thì ta thu được kết quả sau: Các bạn thấy, CP mô phỏng giống như trong bài học của chúng ta. Hay ghê !! Trong thí nghiệm trên, chúng ta cùng có thể đưa thông số trên hộp Number là Driving force (x) thay vì Driving force (magniude ). Chuyện đó, tùy ở bạn. Thí nghiệm 3: Sự rơi tự do. Bước 1: Khởi động chương trình CP từ màn hình (hoặc từ nút Start). Bước 2: Từ contents à Force and acceleration à other examples àMeasuring g Và tất nhiên, đây là một ví dụ đã được thiết kế sẳn. chúng ta cần thiết kế và quan sát một thí nghiệm của chính mình. Vậy bây giờ, ta sang bước 2’ nhé. Bước 2’: vào File à new (hoặc click vào nút trên thanh menu ngang). Mặt tiếp xúc đàn hồi Mặt tiếp xúc không đàn hồi Mặt tiếp xúc bằng gỗ Mặt tiếp xúc bằng kim loại Mặt tiếp xúc bằng cao su Mặt tiếp xúc bằng thủy tinh Mặt băng Mặt bê tông Bước 3: vào Parts Library à motion & force à Motion à Grounds (các loại mặt tiếp xúc nằm ngang) Bước 4: chọn mặt tiếp xúc không đàn hồi ideal inelastic ground và kéo ra khung làm việc. Chỉnh và bố trí thích hợp sao cho mặt tiếp xúc đừng quá dầy Quả cầu đàn hồi Quả cầu không đàn hồi Quả bóng đá Quả bóng rổ Quả bóng Cricket Quả Golf Quả tenis Quả bi da Quả cầu bằng gỗ Quả cầu bằng cao su Quả cầu bằng kim loại Quả cầu bằng bê tông Quả cầu bằng thủy tinh Quả cầu bằng băng Bước 5: Tiếp tục vào mục Ball của phần motion, ta lôi ra một quả cầu bằng kim loại Metal ball. Trong khung làm việc, ta thấy quả cầu có hai vecto lực, ta phải bỏ nó cho gọn. Bạn click phải vào quả cầu à properties và tiến hành thay đổi các thông số như bên dưới. Các tùy chọn khác, bạn không thêm bớt gì hết. Bước 6: Vào mục parts Library à presentation à kéo cái Graph ra và bố trí hợp lý trên khung làm việc và tất nhiên, bạn phải tiến hành các liên kết để lấy thông số thí nghiệm, nhớ chọn Vilocity(y) nhé Bạn tiến hành chỉnh sửa các thông số trên đồ thị bằng cách click chuột phải vào vùng chứa đồ thị à properties Bạn nên chọn thêm một graph nửa để biểu diễn thống số độ cao Displacement (y), và chỉnh sửa hệ trục tọa độ theo hình bên dưới. Bước 7: Vào mục parts Library à presentation à kéo hai nút Pause và Reload ra khung thí nghiệm, bố trí thích hợp, thuận tiện khi tiến hành. Bước 8: Lưu lại với tên là vat roi tu do.cxp. Bước 9: Phóng to màn hình và theo dõi kết quả. Thí nghiệm 4: Sự rơi trong không khí và trong chân không Do điều kiện không cho phép, chúng ta không làm thí nghiệm rơi tự do của viên bi và lông chim trong chân không. Nhưng CP, cho phép chúng ta mô phỏng chuyển động của hai vật này. Để có được sự mô phỏng đó, ta sẽ tiến hành thiết kế một thí nghiệm về sự rơi trong chân không và rơi trong không khí. Đầu tiên bạn phải có một hình ảnh về lông chim (bạn tìm trên mạng). Hình này đẻ ghép với một đối tượng trong thí nghiệm, làm cho trực quan hơn. Bạn lưu hình ảnh này ở đâu đó trên tính của minh. Còn tác giả, lưu trên Desktop với tên là lc1.bmp. Các bước 1, 2, 3, 4 giống như thí nghiệm 3. Bước 5: tương tự như thí nghiệm 3, nhưng ta chọn 2 quả cầu không đàn hồi Ideal inelastic ball. Bạn nhớ thu nhỏ quả cầu lại. Bước 6: tiến hành khai báo từng quả cầu theo hướng dẫn bên dưới. Quả cầu 1: Trong thẻ image, hộp thoại Standard 2, bạn click vào nút mũi tên và chọn Choose file…. Và tiến hành khai báo đến địa chỉ có lưu tập tin lc1.bmp.  Quả cầu 2: Các thông số còn lại, bạn giữ nguyên. Bước 7: Rê chuột lên hai đối tượng, click chuột phải à copy. Chọn vị trí thích hợp, click phải vào vị trí đó à paste Bước 8: chọn môi trường tiến hành thí nghiệm Môi trường không khí trên trái đất. Bạn click chuột phải lên vùng trống ở khung làm việc à scene properties…. Bạn thực hiện các khai báo như bên dưới Môi trường chân không: Vào Parts Library à motion & force à Motion à Space. Bạn lôi nó ra ngoài khung làm việc. Tiếp tục vào mục motion à grounds à ideal inelastic ground à bạn kéo nó vào trong Space hồi nãy đó và bố trí sao cho mặt của Ground phía trong trùng với mặt ground bên ngoài Sau cùng, bạn click vào space vừa tạo, chọn mục properties, bạn chỉnh các thông số sau đây: các thông số còn lại, bạn giữ nguyên nhé !! Vậy là ta có một môi trường chân không và một môi trường không khí. Bước 9: Lôi hai đối tượng bên ngoài vào space. Bạn dùng công cụ text trong presentation để đánh vài dòng chú thích như hình. Bước 10: Tiến hành lưu thí nghiệm với tên roi tu do.cxp. Bước 11: Phóng to màn hình và quan sát hiện tượng nhé. Lưu ý: để xem chậm thí nghiệm, bạn tăng - giảm tốc độ bằng công cụ cuối cùng trên menu ngang. Với sự hỗ trợ của CP, bạn có thể tiến hành mô phỏng nhiều, rất nhiều thí nghiệm khác. Vì khuôn khổ sách có giới hạn, nên chúng ta tạm chia tay ở đây nhé !! Bài tập mô phỏng: Bài tập 1: Em hãy thiết kế thí nghiệm khảo sát chuyển động ném ngang và rơi tự do theo hình Bài tập 2: Thiết kế mô phỏng chuyển động của vật bị ném Một số thuộc tính bên ngoài của đối tượng khi tiến hành thí nghiệm. 1 Acceleration (magniude) Độ lớn gia tốc 2 Acceleration (x) Gia tốc theo trục hoành 3 Acceleration (y) Gia tốc theo trục tung 4 Angne of rotation Góc quay 5 Anglar acceleration Gia tốc góc 6 Anglar velocity Vận tốc góc 7 Dencity 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 12 Driving force (magniude ) Độ lớn của lực kéo 13 Driving force (x) Lực tác dụng theo phương ngang 14 Driving force (y) Lực tác dụng theo phương thẳng đứng 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 Mômen quán tính 23 Momentum (x) Động lượng theo ttruc hoành 24 Momentum (y) Động lượng theo truc tung 25 Net force (translationnal) Độ lớn hợp lực 26 Radius Bán kính 27 Speed Vận tốc 28 Static friction Masat nghỉ 29 Torque Mômen quay 30 Velocity(magniude) Độ lớn vận tốc 31 Velocity (x) Vận tốc theo truc hoành 32 Velocity (y) Vận tốc theo truc tung 33 Volume Âm lượng 34 Weight Trọng lượng PHẦN KẾT LUẬN Ý nghĩa của đề tài: Qua việc tìm hiểu và ứng dụng phần mềm, tôi thấy rằng, CP 605 đáp ứng được một số yêu cầu cơ bản sau đây: Thiết lập được hầu hết các thí nghiệm trong chương trình Vật Lý phổ thông. Các thí nghiệm có thể xây dựng một cách nhanh chóng và cho kết quả chính xác cao. Các thí nghiệm vật lý ảo có thể thiết kế trực tiếp ngay tại lớp và hướng dẫn học sinh tham gia các bước tạo, đưa các thông số trong thí nghiệm, biểu diễn chúng trên đồ thị nếu GV có chuẩn từ trước. Một số thí nghiệm có sẳn trong kho của chương trình, GV và HS có thể chỉnh sửa sao cho phù hợp với mục đích của bài học. Với việc sử dụng PMTNA, GV sẽ có nhiều cách lựa chọn hơn trong việc truyền thụ kiến thức cho HS. Nhất là ở các bài thực hành thí nghiệm mà dụng cụ không đáp ứng đủ, hay dụng cụ bị hư hỏng. Bên cạnh đó, việc sử dụng CNTT qua PMTNA sẽ giúp cho HS và GV HS học tập tích cực hơn, sáng tạo hơn, rút ngắn thời gian dạy học. Tạo hứng thú trong giờ học, giờ thực hành, nâng cao tính sáng tạo của HS hơn. GV dễ dàng thực hiện ý đồ sư phạm đã được chuẩn bị trước. Thông qua các bài tập tự thiết kế của HS, GV có thể đánh giá trình độ tiếp thu cũng như kỹ năng của HS lớp mình. Khả năng ứng dụng : Việc sử dụng CNTT trong dạy học hiện nay chủ yếu là trình chiếu các giáo án điện tử bằng PowerPoint kết hợp các tài liệu có sẳn như các đoạn phim, các hình ảnh tư liêu, các mô phỏng trên Internet,……. Việc làm này, đôi khi không kích thích tính sáng tạo của HS, không tạo cho các em tính tự lực, tính tương tác giữa HS – GV, HS – thí nghiệm. Bằng việc hướng dẫn các em tự thiết kế các mô phỏng bằng CP, các em sẽ từng bược tìm tòi, xây dựng các mô hình thí nghiệm, biến nó thành các thí nghiệm ảo và kiểm chứng trên thí nghiệm đó. Từ đó, giúp các em chủ động hơn trong quá trình tiếp thu kiến thức, rèn luyện kỹ năng thực hành và tính sáng tạo khi thiết kế, khi tương tác với phần mềm mô phỏng. Và tất nhiên, thí nghiệm ảo không bao giờ thay thế hòan toàn thí nghiệm thật. Nhưng, với cách sử dụng có chọn lọc thì thí nghiệm ảo đóng góp phần đáng kể vào việc truyền thụ và tiếp thu kiến thức trong quá trình dạy học. Xem đây là một phương án bổ sung để giúp cho bài dạy của GV sinh động hơn, có vậy, thì việc ứng dụng CNTT mới thu được hiệu quả cao. Các đề xuất: Để có thể ứng dụng tốt vai trò của CNTT, cũng như sử dụng PMTNA vào dạy học. Tôi xin đề xuất cùng BGH nhà trường và GVBM một số ý kiến sau đây: Về phía BGH: tăng cường sử dụng phòng Tin học, không chỉ phục vụ cho riêng bộ môn tin học mà có thể sử dụng phòng này để giảng dạy các môn Tóan, Lý, Hóa,….. thông qua việc sử dụng các PMTNA liên quan đến các bộ môn đó. Muốn vậy, các máy vi tính trong phòng tin học, phải cài đặt đầy đủ các chương trình mô phỏng này. Về phía tổ chuyên môn: cần lên kế hoạch sử dụng phòng tin học đối với các bài thị nghiệm cần phần mềm mô phỏng, các bài thí nghiệm mà dụng cụ không đáp ứng đủ,………. Muốn vậy, các tổ trưởng chuyên môn, cần tìm hiểu và phổ biến các hướng dẫn sử dụng PMTNA liên quan đến bộ môn mình, xây dựng kế hoạch thực hành, kế hoạch giảng dạy có sử dụng PMTNA. Về phía GVBM: cần tìm hiểu các thông tin trên mạng về các PMTNA của môn mình, xây dựng trước các kịch bản thí nghiệm ảo và tự thiết kế trước khi hướng dẫn HS. Do thời gian nghiên cứu và tìm hiểu về CP 605 còn hạn chế, nên trong đề tài này, tôi chỉ trình bày các thao tác cơ bản liên quan đến việc thiết kế các thí nghiệm cơ học nằm trong chương trình Vật Lý 10. Hy vọng trong thời gian tới, sẽ trình bày các hướng dẫn liên quan đến chương trình Vật Lý 11, 12. Rất mong sự đóng góp chân thành của quý đồng nghiệp. Trân trọng kính chào!!!