Thiết kế một số phương Án thí nghiệm phần Động học và Động lực học vật lí lớp 10 sử dụng Điện thoại thông minh

[3] Như vậy, xét về đặc điểm môn học và cả về bối cảnh giáo dục hiện ti, dạy học Vật lí cần đặc, tác giả Nguyễn Thị Thu Thuỷ tiền hành năm những bộ thí nghiệm từ những dụng cụ, thiết bị

KHOA LUAN TOT NGHIEP

"Thiết kế một số phương án thí nghiệm

phần động học và động lực học Vật lí lớp 10

sử dụng điện thoại thông minh

Họ và tên: Nguyễn Hồ Đăng Khoa

MSSV: 46.01.102.029

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 4 năm 2024

sử dụng điện thoại thông minh

Họ và tên: Nguyễn Hồ Đăng Khoa

MSSV: 46.01.102.029

GVHI TS Nguyễn Thanh Tú

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 4 năm 2024

“Thành phổ Hỗ Chí Minh ngây thing nim

‘Toi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các

dữ liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ rằng và

.được tham khảo từ các nguẫn chính thống, đáng tin cậy Các tà liệu tham khảo được trích dẫn rõ rằng,

phạm Thành phổ Hồ Chí Minh và cộng đồng khoa học Wy đủ và chính xác theo như quy định của Trường Đại học Sư

“Tác giả khoá luận

Nguyễn Hồ Đăng Khoa

"Đây là lần đầu iên em thực hiện một nghiên cứu khoa học với hàm lượng

Khoa họ cao, cùng thời lượng thực hiện dài hạn nên nếu không có ự giúp đỡ, hướng

những đóng góp chuyên môn quý giá, chỉ tết để giúp em hoàn thành khoá luận này Bên cạnh đó, em xi cảm ơn các thẫy khoa Vật lí nói riêng và trường Dại học

Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh nói chung đã tạo điều kiện thuận lợi nhất rong 4

năm học vừa qua để em có thể học tập và rèn luyện bản thân Ngoài ra, trong suốt

có thể thu thập ý kiến đánh giá rên học sinh

"Ngoài ra,em cũng xin cảm ơn 4 thấy cô chuyên gia đã đồng ý thực hiện khảo xát, đánh giá những thí nghiệm do em xây dựng đẻ em có thẻ nhìn thấy những cái đạt

nhiều hơn

cược và chưa đạt được và hoàn thiện các th ni

Cuối cùng em xin cảm ơn gia định, bạn bè đã luôn bên cạnh hỗ ợ, động

tinh thin trong sudt that gian thực hiện

Trân trọng, Nguyễn HỒ Đăng Khoa

LỜI CAM ĐOAN

CHUONG 1: TONG QUAN

1.1 Thí nghiệm trong dạy học Vật lí 5

1.11 Khái niệm 5

1.1:2 Vai trò của thí nghiệm trong đạy học Vật lí [I8] 5

1.13 Các loại thí nghiệm sử dụng trong dạy học Vật í 6 L3 Sử dụng cảm biển điện thoqi trang việc thực hiện tí nghiện Vật 8 1.2.1 Ung dung phyphox 8 1.2.2 Chức năng gốc, khả năng ứng dụng vào thí nghiệm, lệ được trang bị trong điện hoại của một số loại cảm biến trong điện thoại I5] (6] 21] (23 9 CHƯƠNG 3: THIẾT KÉ MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM SỬ DỤNG

DIEN THOAI THONG MINH PHAN DONG HQC VA DONG LUC HQC VAT

LÍ LỚP 10 3

2.1 Phan tich yêu cầu cần đạt từ CTVI, 2018, hình thành ý trởng và đề xuất hướng

sử đụng tí nghiện 1B 221.1 Thí nghiệm đo gia tốc roi tự do la 2.12 Thí nghiệm đo hệ số ma sắt nghĩ cực đại và đo hệ số ma sắtrượ 4

2.1.3 Thi nghigm tim hiểu về mối liên hệgiữa gia tốc hướng tâm và tốc độ góc 2.2 Thi nghiém do gia tắc rơi tự do

2.2.6 Các bước tiễn hành thí nghiệm

27 Kết quả thí nghiệm tham khảo

2.2.8 Nhận xét kết quả thí nghiệm

2.29 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục si số

3 Thí nghiệm đo hệ số mơ sát nghỉ cực đại

2.3.6 Các bước tiển hành hig

2.3.7 Kết quả thí nghiệm tham khảo

2.3.8 Nhận xét kết quả thí nghiệm

2.3.9 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai số

24, Thinghigm xác định hệ số ma sắt trượt

3.4.1 Mục đích thí nghiệm

3.42 Cơ sở lí thuyết

2.4.3 Nguyên ắc thí nghiệm

3.44 Dụng cụ thí nghiệm

24.5, Lắp đặc thiế lập dụng cụ thí nghiệm

224.6 Các bước ign hành thí nghiệm

2.47 Kết quả thí nghiệm tham khảo,

3.4.8 Nhận xét kết quả thí nghiệm

3.49 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai số

3.3 Thí nghiệm tầm hiễu mỗi in hệ giữa gia tốc hướng tâm về tốc đổ góc 2.5.1 Mục đích thí nghiệm

2.5.9 Nguyên nhân sai số và cách khắc phục

CHUONG 3: KET QUA VA BAN LUAN

31 Mục dich phan tich vi dink gi kér qu

53.2 Bdi tome thuc hig kao st dinh ke gut

31.8 Phương pháp phân tích và đẳnh giá kết quá

3.3.1 Phương pháp điều tra bằng bảng hỏi

3.32 Phương pháp thống kê toán học

Hình 2.1 Hình ảnh (nhìn từ bên cạnh) dụng cụ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do theo

Hình 22 Hình ảnh (nhìn ừ trên xuống) bổ tí dụng cụ thí nghiệm đo ỉat rơi tự

do theo cách bổ tí 1 19 Hinh 2.3 Minh hoạ thiết lập chế độ đo của thí nghiệm đo gia tố rơi WE do 20 Hình 2.4 Hình ảnh (nhìn từ bên cạnh) bổ tế dụng cụ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do theo cách bổ trí2 21 Hình 25 Hình ảnh (nhìn từ trên xuống) bổ trí thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do theo

Hình 2.6 Mô hình phân tích lực của thí ng m đo hệ số ma sát nghỉ cực đại 25 Hình 27 Bồ trí thí nghiệm đo hệ số ma sát nghĩ cực đại 28 Hình 2.8 Minh hoạ kết quả đo góc nghiêng thu được trong thí nghiệm do hệ số ma

Hình 2.9 Mô hình phân tích lực của thí ng m đo hệ số ma sắt trượt 32

Hình 2.10, Bổ trí thí nghiệm đo hệ số ma sắt trượt 35

Hình 2.11 Minh hoạ hình ảnh đỗ thị sau 4 lẫn thả vật trượt cho thí nghiệm đo hệ

Hình 2.12 Hình ánh phóng to ving lân cận đỉnh thứ nhất của đồ thị Hình 2.L1 37

Hình 2.13, Hình ảnh phóng to vồng lân cận định thứ hai của đồ thị Hình 2.11 7

Hình 2.14 Hình ảnh phóng to lân cận đỉnh thứ ba của đỏ thị Hình 2.11 38

Hình 2.15 Hình ảnh phóng to vùng lân cận định thứ tr của đ thị Hình 2.11 3 Hình 2.16 Hình ảnh mình ho thu thập số iệu từ đồ thị Hình 2.13 38

Hinh 2.17, Bé ti va thực

đài šn thí nghiệm tham khảo khảo sát mỗi liền hệ giữa tốc độ

Mình 2.18, Kết quả thí nghiệm thực hiện trong Hình 2.17 aT

lin i tbe hung tim và tốc độ góc 49

ên hệ gia tốc hướng tâm và tốc độ góc Hình 2.23 Kết quả thí nghiệm tìm hiểu mỗi

Minh 3.1, Bigu đỗ cột chồng th hiện kết quả HS đánh giá thí nghiệm rơi tự do (mức

Bang 1.1 Thống kê chức năng gốc, chức năng trong thí nghiệm sử dụng điện thoại

Bang 2.4 Kết quả đồ thị thứ nhất thí nghiệm minh hog do hệ s6 ma sét trugt 39

Bảng 2.5 Kết quả đồ thị thứ bai \ghiệm minh hoạ đo hệ số ma sát trượt 40 Bài 6 Kết quả đồ thị thứ ba thí nghiệm minh hoạ đo hệ số ma sát trượt 41

Bảng 3.3, Két qua khảo sắt ý kiế

cực đại (mức 5 cao nhất) chuyên gia cho thí nghiệm đo hệ số ma sắt nghỉ 56 Bảng 34 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia cho thí nghiệm do hệ số ma sắt trượt

(mức 5 cao nhất) ss Bảng 35 Kết quả khảo sắt ý kiến chuyên gia cho thí nghiệm tìm hiểu mắi lên hệ

giữa gia tốc hướng tâm và tốc độ góc 59

1 Lý do chọn đề tài

`VậL là một môn khoa học mà ở đó thực nghiệm mang tính quyết định một

trí thúc l chính xác hạy chưa chính xác 1] 2] Điều này cho ta

trọng cúa thí nghiệm trong nghiên cứu trí thức Vật lí nói chung và trong dạy học Vật

lí nói riêng,

Bên cạnh đó, hiện nay Việt Nam đang bước vào thời kì chuyển đổi căn bản

và toàn diện về giáo dục thông qua các văn bản Nghị quyết số 90/NQ-TW ngày 3

thắng 11 năm 2013, Nghị quyết 88/2014/QH13 ngày 28 tháng 11 năm 2014 và Quyết

định số 404/QĐ-TTg ngày 27 tháng 3 năm 2015 Đặc bi

2018, CT 2018 được Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT cảng vào ngày 26 tháng 12 nim

minh chứng rõ hơn về điều đó CT 2018 có mục tiêu là giúp HS phát triển các phẩm

chất và năng lực cần thiết Trong đó CTVL 2018 đã khẳng định rằng “chương trình

'Vật lí chú trọng rèn luyện cho HS khả năng tìm hiểu các thuộc tính của đối tượng Vật

lí thông qua các nội dung thí nghiệm, thực hình đưới các gốc độ khác nhau.” [2] [3] Như vậy, xét về đặc điểm môn học và cả về bối cảnh giáo dục hiện ti, dạy học Vật lí cần đặc,

tác giả Nguyễn Thị Thu Thuỷ tiền hành năm

những bộ thí nghiệm từ những dụng cụ, thiết bị đơn giản, dễ tìm nhưng trực quan và

có độ tin cậy cao là một yêu cầu vô cùng cấp thiết

Một trong những giải pháp được đưa ra chính là việc sử dụng điện thoại thông mình, Điện thoại thông minh có ưu điểm là iện lợi, nhỏ gọn, và đặc biệt quan trọng

kể đến như cảm biển gia tốc, từ kế, cảm biến cân bằng (cảm biển con quay hồi chuyển), cảm biển áp suất, microphone, ảm biến ánh sáng [5] |6] Các loại cảm

biến này nếu được khai thác để sử dụng một cách thích hợp sẽ trở nên vô cùng hữu hiệu trong việc xây dựng các thí nghiệm Vật lí ứng dụng trong việc dạy học giáo dục

thing!

‘Vat li nói chung và trong việc đạy học thí nghiệm Vật lí nói riêng đã được

thực hiện bởi ắt nhiều nhà nghiên cứu Nỗi bật ong số đó phải kể đến nhóm tác giả

Martin Monteiro, Cecilia Cabeza, Arturo C Marti cùng một số nhà khoa học đã tiến

hành một loạt thí nghiệm ứng dụng cảm biển của điện thoại thông mình để m hiệu

1í, xác định từ trường của nam châm điện, đo chiều cao bằng cách sử dụng điện thoại

ũ biểu [7], [8L [9], hai tée gid Patrik Vogt va Jochen Kuhn với những thí nghiệm như phân tích rơi tự do, các quá trình va chạm, gia tốc hướng

như một chiếc phong

tam [10}, [11], [12] Ngoài ra, sự ra đồi của các ứng dung nhu Physics Toolbox

giả thuộc Khoa Vật lí 2 của trường Đại học RWTH Aachen đã thúc đây việc nghiên cứu các thí nghiệm Vật If ứng dụng điện thoại thông mình, đặc biệt là được sử dụng trong dạy học Vật lí mà mình chứng là đã có nhiều thí nghiệm Vật í đã được xây

cứng mà trong đồ các ứng dụng nay dng vai tr chs yéu (13), (14) (15), (16), [17]

“Tại Việt Nam, một số nghiên cứu cũng được t n hành trên các ứng dụng của điện thoại thông minh như của các tác giả Dương Bích Thảo và Đỉnh Thị Quynh Thi

dạy học STEM chủ đề nhà cách âm [6] Tuy nhiên cho đến nay chưa có nghiên cứu nào có tính hệ thống cho chủ

"Thiết

học chương trình Vật lí 10 theo CTVL 201:

mình

& và xây dựng được một số thí nghiệm phần Động học và Động lực

8 sit dung ứng dụng trên điện thoại thông Nội dung của đề tài ~ các nhiệm vụ cần thực hiện

"Nghiên cứu và đưa ra cơ sở lí luận cho

để tài

Nghiên cứu các văn bản, tài

trong nước và quốc tế, CT 201

“Xây dựng một số thí nghiệm phần Động

học và Động lực học lớp 10 sử dụng điện

thoại thông minh

“Tham khảo ti liệu, đưa ra ý tưởng rồi thực hiện thí nghiệm, xử lí số liệu và nhận xét

Đánh giá kết quả tính hiệu quả của thí

với HS và các chuyên gia để đánh gi các thí nghiệm đã xây dựng

.4, Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

~ Các thí nghiệm phần Động học và Động lục học Vật í 10 theo Chương

trình Vật lí 2018

5 Phương pháp nghiên cứu

*Phương pháp nghiên cứu lí luận

Phương pháp này được sử dụng thông qua việc m hiểu các bài bá nghiên

“cứu khoa học, luận văn trong nước và quốc tế, CTTT 2018, CTVL 2018 dé tim hiểu

các kiến thúc, dữ liệu cằn thiết, có liên quan đến để tải như khái niệm về thí nghiệm

Vật lí, vai trò của thí nghiệm Vật lí, phân

thí nghiệm trong đạy học Vật lí loại thí nghiệm Vật í, thực trạng sử dụng

*Phương pháp thực nghiệm khoa học

Phương pháp này được sử dụng để thiết kế và xây dựng, chế tạo dụng cụ thí

nghiệm Điễu này thể hiện cụ thể qua các bước xác định mục tiêu, lựa chọn dụng cụ,

lắp đặt dụng cụ, thực hiện và xử lí số ệu thí nghiệm, đánh giá kế quá thí nghiệm

*Phương pháp thẳng kê toán học

Sau khi đã xây dựng được các bộ thí nghiệm, các khảo sát được tiến hành

trên HS và các chuyên gia để đánh giá các bộ thí nghiệm đó Từ các ố liệu thụ thập

được, các thao tác thống quả từ khi sắt sẽ được t những kết luận và nhận sét

7 Đồng gúp của khóa luận

XXây dựng phương án cho 4 bài thí nghiệm sử dụng điện thoại thông minh

.Các bộ thí nghiệm được hình thành trong dé tài góp phần vào việc xây dựng các bộ

thí nghiệm tiện dụng, đễ thực hiện, tết kiệm nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả, trực

‘quan và chính xác tron quá tình đạy học Vật í phần Động bọc và Động lực học

8 Cấu trúc của khóa luận

Ngoài phần mỡ đầu, ết luận, liêu tham khảo và các phụ lực, pÌ dung a dt gdm ede chung

1.1 Thi nghigm trong day học Vat It

1.1.1 Khái niệm

Định nghĩa về thí nghiệm Vật í heo các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn

Ngọc Hưng và Phạm Xuân Quế: “Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có

hệ thống của con người vào các đối tượng của hiệp thực khách quan Thông qua phân

tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động,

us}

ta có thể thu nhận được tr thức mới

Như vậy, ta có thể hiểu thí nghiệm Vật í nói chung là ác tác động đến các

ự vật hiện tượng của Ê giới khách quan một cách có chủ đích để từ đó có thể phân

tích điều kiện và kết quả của sự tác động dẫn én việc thu nhận được những kiến thức

mới

Một cách cụ thể hơn, đối với thí nghiệm trong đạy học Vật Ií, các tác giả, Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy CÍ và Phạm Thị Mai đã có định nghĩa sau "Thí nghiệm Vật líhọc tập được hiểu là sự tái tạo nhở các công cụ đặc biệt các hiện tượng Vat í ồn lớp học trong những điều kiện thuận tiện nhất để nghiên cứu chúng." [19]

"Như vậy, ngoài những tính chất đã nêu của thí nghiệm Vật lí nói chúng, thí nghiệm Vật lí trong day học Vật lí có thêm một đặc điểm mới là thí nghiệm được này đã mổ rộng mục tiêu của việc thực hiện thí nghiệm Vật í Đối với thí nghiệm nghiệm trong day học Vật lí, mục tiêu ngoài việc để HS có thể thu nhận được những,

kiến thức mới mã thông qua đó còn hình thành cho các em những phẩm chất và năng lực phù hợp [19]

1.1.2 Vai trò của thí nghiệm trong day học Vật lí [18

1.1.2.1 Về phương diện nhận thức

~ Thí nghiệm lả phương tiện của việc thu nhận trỉ thức

~ Thí nghiệm là phương tiện rút ra tính đúng đắn của trí thức đã thu được

~ Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dung ti thức vào thực tiễn

~ Thí nghiệm là một bộ phận cúa các phương pháp nhận thức Vật lí

1.122 Về phương điện í luân day hoe Vật

~ Thí nghiệm là phương tiện góp phẩn phát triển nhân cách toàn diện của HS

~ Thí nghiệm là phương tiện đơn giản hoá và trực quan hoá tong đạy học Vật Us}

1.1.3 Các loại thí nghĩ sử dụng trong dạy học Vật lí

1.1.3.1 Ta nghiém biẫu diễn

“Thí nghiệm biểu diễn là những được GV thực hiện hoặc thực hiện với sự giúp

đỡ của HS để có thể bình thành được những biểu tượng ban đầu của các hiện tượng,

quá trình và định luật Vật lí, bên cạnh đó là cấu tạo và tác dụng của một số thiết bị,

dụng cụ kĩ thuật Thí nghiệm biểu diễn thường được sử dụng vào những tết dạy kiến thức mới hoje đôi khí trong các tết ôn tập, cũng cổ kiển thúc cho HS [18], [I9]

- Thí nghiệm mỡ đầu: có nhiệm vụ giới thiệu sơ lược vẺ hiện tượng sắp nghiên cứu cho HS Từ đó tạo ra tình huồng có vẫn đ, tạo ra mâu thuẫn về mặt nhận

thức và tạo cho HS hứng thú học tập Thí nghiệm mở đầu thường đòi hỏi sự ngắn

sơn, hiện tượng xây ra nhanh và dụng cụ thết bị đơn gin [L8], [19]

~ Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: có thể được phân ra thành hai loại nhỏ

hơn là thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm nghiên cứu minh hoạ

kiến thức: từ những dữ liệu thực nghiệm, bằng tư duy logic và tư duy phân tích để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết được đặt ra và hình thành t9]

ến thức mới [I8]

+ Thí nghiệm nghiên cứu mình hoạ được tiền hành bằng cách suy luận từ giá

thuy + một cách logic và chặt chẽ để đưa ra các hệ quả mà ở đó có thể kiểm chứng,

được bằng thực nghiệm Sau đó, bằng việ kiểm chứng hệ quả của chúng mà sẽ kiểm

tra được tỉnh đúng đắn của giả thuyết và hình thành kiến thức mới [IEI, [19]

~ Thí nghiệm củng cố: là thí nghiệm được thực hiện đẻ minh hoạ cho những

hiện tượng và ứng dụng lã thuật của cuộc sống Từ đó yêu cầu HS vận dụng những

kiến thức đã học để dự đoán hoặc giải thích các hiện tượng và ứng dụng đó Bằng

cách này mà GV cũng có thể kiểm tra được mức độ nắm vũng kiến thức của các em

118], [19]

1.1.3.2 Thí nghiệm thực tập

“Thí nghiệm thực tập là thí nghiệm do HS trực tiếp thực hiện trên lớp rong

phòng thí nghiệm, ngoài lớp, ngoài nhà trường hoặc tại nhà với những mức độ hoạt

động tự lực khác nhau So với thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm thực tập có một điểm

nổi bật hơn đó chính là việc HS

tập có khả năng phát huy tính tính cực, độc lập, sáng tạo của các em [18] [19] hoạt động tự lực điều này khiến cho thí nghiệm thực

Có nhiều cách để phân lạ thí nghiệm thực tập, nhưng trong thực tiễn, người

ta thường phân rà thành ba loại: thí nghiệm trực diện, thí nghiệm thực hành, tí nghiệm và quan sắt Vật íở nhà

~ Thí nghiệm trực diện: là thí nghiệm được HS tiễn hành khi tìm hiểu tài liệu

„khảo sắt nghiên cấu mình boạ hay cũng cổ kiến thúc

edn that gan

‘dung phong phú về nhiều mặt nên thường kéo dài khoảng 1 đến 2 gi để thực hiện và được thực hành trên lớp (ong phòng thí nghiệm) [3] [19]

~ Thí nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà: là loại thí nghiệm mà GV giao cho HS

về nhà thực hiện, có thể là định tính hoặc định lượng với nội đung trong các vẫn đề trong nội dung Vật lí, ngoài ra có thể mở rộng sang các ứng dụng kĩ thuật của Vật lí hứng thú học tập Vật lí và kĩ thuật cho HS [18], [19]

1.2 Sử dụng cảm biển điện thoại trong việc thực hiện thí nghiệm Vật

1.2.1 Ứng dụng phụphox

Ứng dụng phyphox là ứng dụng sử dụng các loại cảm biến được trang bị sẵn

trong các thết bị như đi

bằng chính các thiết bị Ấy Phyphox được đại học RWTH Aachen, Đức phát hành vào n thoại thông minh, máy tính bảng để thực hiện thí nghiệm ứng dụng cũng được chi sẻ rộng rãi thong qua website phyphox org kénh Youtube

{hulps//www.faeebook.com/phyphox/), mạng xã hội Twiter (nay là X)

(ôttps/itviterconrvth, phyphox) Ngoài ra, để theo dõi song song số iệu khi thực

hiện \ghiệm một cách trực quan nhất, nhà phát hành đã tạo ra những đường link

để kết nỗi giữa hit bj thực hiện thí nghiệm và thiết bị thứ ai được sử dụng để theo

cõi số liệu thu thập được từ thí nghiệm (20)

Ứng dụng phyphox đã khắc phục được ai nhược điểm lớn của việc thực hiện

thí nghiệm bằng điện thoại thông minh Một là không thể quan sắt được số iệu trong

khi thu thập được vì bản thân điện thoại là một phẩn của thí nghiệm Hai là thông tin

dữ liệu điện thoại thư thập không thể hiểu được nếu không được phần ích trên mấy

tính Phyphox bằng việc tạo ra những đường link cho phép truy cập từ xa từ các thiết

bị khác mà có thể giải quyết được vấn để thứ nhất Còn vẫn để thứ hai được giải quyết

thông qua việc xử ís iệu trực tiếp trên điện thoại và xuất số liệu ra thành dạng các

đồ thị ở một ố thí nghiệm mà HS có thể quan sát được sự thay đổi của đại lượng nay

tốc hướng tâm theo tốc độ góc một cách trực quan nhất I5], [20] 1.2.2 Chức năng gốc, khả năng ứng dung vào thí nghiệm, lệ được trang

bj trong điện thoại của một số loại cảm biển trong điện thoại I5] (61 [211.121

thiếtbị: 99,0%

“Tính theo số

"Tự động bật màn hình "người sử dụng: 'khi nhấc điện thoại, đếm | Đogiatốctheo3 | 100%

số bước chân, sử dụng | true Ox, Oy, Ox eta cho một số trường hợp |điệnthoại Tinh theo số

“Tính theo số 90.5%

nhiều góc độ ứng dụng [nghiêngciađiệ | wie yi 67.49 trong các ứng dụng cần _ | thoại so với các mặt

(eam biển [ thay đổi góc nghiêng của | phẳng vuônggốc | Tinh theo so

can bing) | điện thoại nhau người sử dụng

Đo tốc độ góc của - [S87 điện thoại khi quay Tính theo số

`

„| Xác định phương hướng _ trường, xác định -

Từ kế bằng từ trường Trái Đắt _ khoảng cách giữn ine tir tri 4ï 3 4 „ “Tính theo số

hai nam châm Sa ey 90,9%

Được sử dụng như một “Tính theo số ong vũ biểu và kết hợp | Bo ép suit khng | thit bi: 21,746 cam vién | PPE lợp (Đoáp hẽ

Cos với GPS để đo chiều cao _ khí tác dụng lên dién Tinh theo số

Tĩnh theo số cặn gu, | TƯdông ttngiồnhỉ thidt bi 2.59% nhiệt độ tăng quá mức _ | Đonhiệtđộ nh theo số những a ‘Tinh the cho phép người sử dụng

nghe điện thoại

thoại thông mình và tỉ lệ trang bị của một số loại cảm biển [5], [6] [21], [22]

Bảng trên cho ta thấy được chức năng gốc, khả năng ứng dụng của các loại cảm biến vào trongthí nghiệm và ỉlệđược trang bị của ác loại cảm biển Ấy của gần

35000 chỉ điện thoi thông mình [21] Nhìn chúng, ta thấy được rằng cảm biển gia tốc được trang bị nhiều nhất và cảm biến nhiệt độ được trang bị ít nhất dù tính theo thiết bị hay tính trên đầu người

"Tĩnh trên cả hú tiêu chí thiết bị hay đầu người thì những loại cảm bin được tang bị tong hơn 5I% Điết bị đưc tế hình bởi khảo là căn biến đ ga ắc, (không tính gia tốc trọng trường, cảm biễn con quay hồi chuyển,

cảm biến do gia

từ kế và cảm biến ánh sáng Từ đó, ta thấy được rằng các thí nghiệm ứng dụng các

loại cám biển này như đo gia tốc, đo góc nghiêng, đo cường độ từ trường sẽ dễ

dàng được iến hành,

-Với cùng hai tiêu chí trên, được trang bị dưới 50% là các loại cảm biển áp,

suất, nhiệt độ và iệm cận Diễu này giúp ta hiễu rằng các thí nghiệm như đo áp suất

nhiệt độ dù có thể được tiễn hành nhưng phạm vi áp dung sẽ khá nhỏ

Ngoài ra, dù Không được liệu nhưng ta có thể thấy rằng chức năng cơ bản của một chiếc diện thoại là nghe và gọi Vì thể, mierophone là một thết

"

thí nghiệm đo khoảng cách bằng âm thanh, đo cường đi im, độ cao của âm cũng sẽ

dễ đăng được thực hiện bởi nhiễu loại điện thoại à bởi nhiễu người khác nhau

DUNG DIEN THOAI THONG MINH PHAN DONG HQC VA DONG LỰC HỌC VẬT LÍ LỚP 10

2.1, Phân tích yêu cầu edn dat tir CTVL 2018, hình thành ý tưởng và đề

xuất hướng sử dụng thí nghiệm

2.1.1 Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do

*Yêu cầu cần đạt được khai thác:

~ Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện

phương án đo được gia tốc rơi tự do bằng dụng cụthực hành

*Phân tích yêu cầu cần ải

_Yêu cầu cần đạt trên có hai mục tiêu chính:

~ Mục tiêu 1: HS thiết kế hoặc lựa chọn được phương án thí nghiệm để đo được gia tốc rơi tự do ~ Mục tiêu 2: HS thực hiện được thí nghiệm dã thiết kế bằng dụng cụ thực

hành

ĐỂ đáp ứng cho các mục tiêu trên, thí nghiệm có thể được thiết kế và triển

~ Thínghiệm sẽ thông qua việc sử dụng mierophone, chế độ đồng hồbắm giờ

âm để đo được khoảng thời giantừ khí vật rơi đến khi chạm mat dit, kết hợp vớ việc

.đo khoảng cách từ vị trí vật rơi đến mặt đất để tìm ra giá trị của gia tốc rơi tự đo ø

~ GV sẽ sử dụng thí nghiệm này ở dạng thí nghiệm thực tập, loại thực hành

Vật lí bằng cách cung cấp các dụng cụ thí nghiệm, hướng dẫn HS thảo luận để thiết

kế phương án rồi thực nhằm cũng cổ kiến thức về roi

tôn thập và xử lí

tự do, bồi dưỡng lũ năng thực hành th nghiệm cũng như hợp tác, làm việc nhóm của

các em HS (Xem KHBD minh hoạ ở PL 1)

2.1.2 Thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ cực đại và đo hệ số ma sắt trưp£

*Yêu cầu cần đạt được khai thác:

~ Mô tả bằng ví dụ thực iễn và biểu diễn được bằng hình vẽ lực ma sát

~ Dùng hình vẽ, phân tích được một lực thành các thành phần vuông góc

*Phân tích yêu cầu cần đạt, ý tưởng và đề xuất hướng sử dụng thí nghiệm:

Các yêu cầu cần đạt tên có bai mục chính

~ Mục tiêu Ì: HS mô tả được lực ma sắt bằng ví dụ thực tiễn

~ Mục tiêu 2: HS biểu diễn được lực ma sát bằng hình vẽ:

~ Mục tiêu 3: HS có thể phân tích được một lự thành các thành phần vuông sốc bằng hình vẽ

Dé dip ứng cho các mục tiêu rên, thí nghiệm có thể được thiết kế và triển Khai như sau:

- Thí nghiệm sẽ hông qua việc sử dụng cảm biến con quay hồi chuyển, ti

kế và chế độ góc nghiêng) đo được góc nghiêng giữa mặt phẳng nghiêng so với

phương ngang; cảm biển gia tốc để đo gia tốc của vật chuyên động Kết hợp các thông

số trên với giá trị gia tốc trọng trường ø đi

và hưởng dẫn cho các em thực hiện thí nghiệm trên lớp, sau đồ giao cho các em vỀ

nhà thực biện, ghi nhận và xử lí số liệu để cũng cổ kiến thức về lực ma sát

221.3 Thí nghiệm tầm hiểu về mỗi liên hệ giữa ga tắc hướng tâm và tốc độ

*Yêu cầu cần đạt được khai thác:

~ Vận dụng được bid thie gia be hing tim a= Ro, a="

*Phân ích yêu cầu cần đạt, ý tưởng và đề xuất hướng sử dụng thí

nghiệm:

Yêu cầu cần đạttrên có mục iêu vận dụng được biểu hức gia tốc hướng tâm

a= Ro, a=" Tuy nhiên, tước kh có thể vận dụng được thì HS cần được hình

sốc từ cảm biển gia tốc và cảm biến con quay hồi chuyển) ứng dụng phyphoxthông

và tốc độ súc để nhận xét được mỗi tương quan giữa hai đại lượng này

~ GV sẽ sử đụng thí nghiệm này ở dạng thí nghiệm biểu diễn ngh

2.2 Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do

2.2.1 Muc dich thí nghiệm

‘Do duge gia t6c ro ty do bing cim bién âm thanh của điện thoại thông minh thông qua ứng dung Phyphox

“Thả một vật rơi không vật tốc đầu từ một một độ cao được chọn xuống một

vị trí cách vị trí ban đầu thì khi đó vật đã di chuyển một quãng đường ö Khi đó, vật Không khí, nề

u bỏ qua lục cản không khí thì vật sẽ chỉ chịu tác dụng của trọng lực

“Chính vì thể, gia tốc rơi của vật lúc đó đúng bằng gia tốc trọng trường g (tại mực

nước biển, gia tbe tong tring ¢

2.2.4 Dụng cụ thí nghiệm

2.2.4.1 Cách bổ trí Ï

Điện thoại thông minh có

cái đặt sẵn ứng dung 1 | Do thai gian roi cia vien bi phyphox

Cổ định viên bị tại vị trí trước khi

“Thước kim loại 1 | rơi, tạo ra âm thanh vào thời điểm

viên bi bắt đầu rơi

Gõ vào thước kim loại, làm thước

"Vật gõ bằng kim loại 1 _ _ lệch phương làm cho viên bỉ bắt đầu

tơi

“Tạo âm thanh lớn khi viên bỉ rơi

"Nắp hộp bánh 1 xuống đánh đắuthòi điểm kết thúc

việc đo thời gian

T đường giúp viên bí

chuyển động

‘Thich co hE KEE | „„ „| „ a HiễnHikểtguảthẩnghiệmlnmàn

2.24.2 Cách bố trí 2

Điện thoại thông mình có

cái đặt sẵn ứng dụng 1 | Do thi gian roi cia vien bi, phyphox

.Cổ định viên bị tạ vị trí trước khi

viên bí bắt đầu rơi

Gõ vào thước kim loại, lâm thước

2.2.5.1 Cich bd wi]

~ Thước dài 1 m lên mặt bàn có một phần chìa ra ngoài, đặt hộp kim loại xuống mặt đất sao cho khi bỉ rơi từ phần chìa bên ngoài xuống thì có thé rơi thắng

<img vào hộp kim loại

~ Đo khoảng cách từ mặt trên của thước 1 m đến mặt trên của hộp kim loại

bing thước dây

và hộp kim loại

~ Ủ góc phái màn hình, ta thiết lập “Cho phép truy cập từ xa” sao cho xuất

hiện ô tdk mâu cam, khi đó sẽ có một đường link dẫn hiện lên ở gốc dưới màn hình

19

Nhập tk đó vào thiết bị cình chiếu hoặc thiết bị muốn dùng để quan át số iệu để

xuất hiện trên màn hình thiết bị đó

sử dụng băng keo va ban I lịnh thước Nguyên nhân của việc này là để khi ta

gõ thước, ta sẽ không gỡ theo phương ngang làm thước lệch qua một bên mà sẽ làm

cho thước quay quanh bản lễ, go không gian cho bỉ ri xuống đúng theo phương

thẳng đứng

bd tri dung cu thí nghiệm đo gia tắc rơi _ xuống) bổ trí thí nghiệm đo gia tốc rơi

tự do theo cách bỗ trí 2 tự do theo cách bố trí 2 3.2:6 Các bước tiễn hành thí nghiệm

2.26.1 Cách bố trí 1

'BỊ: Đặt bi lên thước 1m sao cho bi cé định

'B2: Bấm "Đặt lại” để thời gian trở về 0, bắm "Play để bất đầu đo B3: Dùng vật gõ, gõ nhanh vào thước 1 m lệch sang một bên sao cho vàng lên âm thanh và bỉ rơi theo phương thẳng đứng Khi này điện thoại sẽ ghỉ nhận âm lần 2 Điện thoại sẽ gỉ nhận thời gian chênh lệch giữa hai âm thanh 'B4; Lặp lại thí nghiệm nhiễu lần, thu thập và xử lí số liệu

2

3263 Cách bồ tí2

“Tương tự như tiến hành ở cách bố trí 1 nhưng ta sẽ gỡ thước theo phương

thắng đứng

Link video thực hiện thí nghiệm mình hoa: https://youtu.be/hAzz8GrsemY_

2.2.7 Két qui thi nghigm tham khảo

2.2.7.1 Cách bổ trí 1

Độ cao h=(0,760,01)m

Bảng 31 KẾ quá thí nghiệm rơi tự do theo cách bổ trí

3.2.7.2 Cách bổ trí 2

2.2.8, Nhiin xét ket qua thi nghigm

2.2.8.1, Vé dp chink xéc (accuracy)

Khi so sính với lí huyết về độ lớn của gia te trọng trường Kết quả cho thấy

độ lệch lí thuyết của kết quả thu được từ bài thí nghiệm tương đối nhỏ ở hai cách bổ lẫn lượt là 2,21% và 1,74%

Hơn nữa, khi so xánh với kết quả thu được tử bộ thí nghiệm đo gia tốc trọng

trường sĩ dụng bộ thí nghiệm đo gia tốc ơi tự do sử dụng công quang điện và đồng thấy giữa việc sử dụng dụng cụ chuyên dụng và sử dụng điện thoại thông mình và

càng chứng tỏ tính hiệu quả của tehiệm sử đụng điện thoại thông minh

2.2.82 Vé df ự của kết quả (precision) a có kết quả sa số tương đối nhỏ ở cả hai cách bổ tí, lần lượt là 1,38% và

1.349 Diễu này cho thấy thí nạ ó độ tụ của kết quả (preciion) cao [Nhu vậy, ta thấy rằng thí nghiệm này tương đối ôn định và có thể được sử

dụng để dạy học Vật lí ở trường phổ thông Tuy nhiên khi dạy học cẳn lưu ý với HS

về những nguyên nhân gây sai số để giải quyết mâu thuẫn giữa kết quả í huyết và

kết quả thực nghiệm thu được

3.2.9 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai

~ Mỗi trường nơi thực hiện thí nghiệm có những điều kiện ảnh hưởng đến như gió, áp suất không khí, nhiệt độ, độ ẩm sẽ gây ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm

chế bằng cách tắt quạt, tránh để bộ thí

nghiệm rung lic dé han ché Tuy nhiên, có những điều kiện mỗi trường ta không *3 Khắc phục: Chúng ta có thể hi

thay đôi được như áp suất không khí, nhiệt độ, độ am thi ta phải chấp nhận sai số

và giải thích cho HS về các nguyên nhân đó

~ Cảm biến âm thanh không thực sự ghỉ nhận âm thanh ngay lúc vật vừa rơi đo có sự truyền âm trong không khí

“3 Khắc phục: Đặt điện thoại gần với bộ thí nghiệm giúp quãng đường âm

thanh đi ngắn hơn va tir 46 giám thiểu được thời gian âm thanh truyền từ vị trí phát

đến điện thoại gay ra sai sb

~ Thao tác của người thực hiện thí nghiệm chưa thành thục

“3 Khắc phục: Luyện tập nhiều lần cho thành thục, lắy sổ iệu nhi lần Đặc

biệt, nêu muỗn sử dụng thí nghiệm, trước khi lên lớp, GV cần luyện tập làm thí

"Trong trường hợp nếu ta tăng dẫn góc ơ thì lực ma sắt nghỉ sẽ giữ cho vật tiếp tục đứng yên Tuy nhiên, đến một góc nghiêng œ, nhất định, vật sẽ chịu ma sát nghỉ cực đại và đồng thi tại góc nghiêng đó vật sẽ bắt đầu có xu hướng trượt xuống

“Từ đó ta sẽ tác định được hệ số ma sát nghỉ cực đại của hai mặt tiếp xúc theo công, thức fy, = HAN

2.3.3 Nguyen tắc thí nghiệm

“Tăng dẫn góc nghiêng Z của mặt phẳng so với phương nằm ngang Đến một góc nghiêng ø, nhất định thì vật sẽ bắt đầu có xu hướng chuyển động Góc đó sẽ được ghi nhận bằng cảm biến con quay hồi chuyển trong điện thoại thông minh, từ

đồ ta sẽ tìm được giá trị của hệ số ma sất nghĩ cục đại theo công thức

2.3.4 Dung ew tht nghigm

Điện thoại thông mình có

cài đặt sẵn ứng dụng

phyphox

Đo góc nghiêng mà tấm gỗ nhỏ bắt

đầu chuyển động

p ưng phù hợp với điện

boeing Kết hợp để cổ định vật nên tắm gỗ nhỏ, từ đó làm giảm thiệt hại cho

Ngoài ra,

"Tắm gỗ đài có kích thước 70 1 | Máng trượt nghiêng emx 10em

"Tấm gỗ ngắn có kích thước 10cm x 10cm sone 1 |Vậtưượt

Giảm tác động đến điện thoại khi vật Bot bién 1 | truge dimg lai dot ngot sau kh tarot

trên mặt phẳng nghiêng

"hết bị hiễn thị cóthkết | „ _- wchọn Hiểnhikếtguithínghiệmlênmàn 5 nối internet

2.3.5 Lắp đặt, thiết lập dụng cụ thí nghiệm

~ Dũng băng keo hai mặt để cổ định mặt gai của băng gai dinh lên mặt trên

ật chuyển động, mặt bông dinh lên mặt sau của p lưng điện thoại

~ Gần điện thoại vào ốp lưng

- Gắn bọt biển lên phẫn cuối của mặt phẳng nghiêng

~ Bật ứng dung phyphox, chon ` lộ nghiêng”, chế độ "Mặt phẳng”