1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Khóa luận tốt nghiệp Vật lý: 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

104 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề 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
Tác giả Nguyễn Hồ Đăng Khoa
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Thanh Tú
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Vật Lý
Thể loại Khóa Luận Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2024
Thành phố Thành Phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 104
Dung lượng 72,63 MB

Nội dung

Thống kê chức năng gốc, chức năng trong thí nghiệm sử dụng điện thoại thông minh và tỉ lệ trang bị của một số loại cảm biến [5].. Trên thé giới, việc nghiên cứu ứng dụng các loại điện th

Trang 1

TRUONG DAI HỌC SU PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA VAT LÝ

TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LUAN TOT NGHIEP

Thiết kế một số phương án thi nghiệm

sử dụng điện thoại thông minh

Họ và tên: Nguyễn Hồ Đăng Khoa

MSSY: 46.01.102.029

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

Trang 2

TRƯỜNG DAI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA VAT LÝ

TP HỒ CHI MINH

KHOA LUAN TOT NGHIEP

Thiết kế một số phương án thí nghiệm

sử dụng điện thoại thông minh

Ho và tên: Nguyễn Hồ Đăng Khoa

MSSV: 46.01.102.029

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tú

Thanh phố Hỗ Chí Minh, ngày 22 tháng 4 năm 2024

Trang 3

Thành phô Hồ Chí Minh,ngày tháng năm

Xác nhận của Giảng viên hướng dẫn

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây la 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 ràng vàđược tham khảo từ các nguôn chính thống, đáng tin cậy Các tài liệu tham khảo được trích dẫn rõ ràng, day đủ và chính xác theo như quy định của Trường Dai học Sư phạm Thành phô Hồ Chí Minh và cộng đồng khoa học.

Tác giả khoá luận

Nguyễn Hỗ Đăng Khoa

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Đây là lần đầu tiên em thực hiện một nghiên cứu khoa học với hàm lượngkhoa học cao, cùng thời lượng thực hiện dài hạn nên nếu không có sự giúp đỡ, hướngdẫn, động viên từ nhiều phía thì chắc chắn em đã không thê hoàn thiện được khoá

luận này một cách trọn vẹn.

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Thanh Tú, người thầy đã hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện khoá luận vừa qua Trong suốt quá rình làm khoá luận, dù lịch công tác day đặc nhưng thay đã luôn hướng dẫn tận tinh, có những đóng góp chuyên môn quý giá, chỉ tiết dé giúp em hoàn thành khoá luận này.

Bên cạnh đó, em xin cảm ơn các thầy khoa Vật lí nói riêng và trường Dại học

Sư phạm Thành phố Hỗ Chí Minh nói chung đã tạo điều kiện thuận lợi nhất trong 4 năm học vừa qua để em có thẻ học tập và rèn luyện bản thân Ngoài ra, trong suốtquá trình làm khoá luận, quý thầy cô đã giúp đỡ tao điều kiện cho em sử dụng các

phòng thí nghiệm, dung cụ thí nghiệm cũng như có những đóng góp quý báu dé em

hoàn thiện dược khoả luận.

Em cũng xin cảm ơn trường thay Phạm Gia Khánh, giáo viên hướng dẫn thựctập của em và trưởng Trung học Thực hành — Đại học Sư phạm Thanh pho Hỗ Chí

Minh và các em học sinh lớp 10.1 niên khoá 2024 - 2027 đã nhiệt tình giúp đỡ dé em

có thẻ thu thập ý kiến đánh giá trên học sinh

Ngoài ra, em cũng xin cảm ơn 4 thầy cô chuyên gia đã đồng ý thực hiện khảosát, đánh giá những thí nghiệm do em xây dựng đề em có thẻ nhìn thấy những cái đạtđược và chưa đạt được và hoàn thiện các thí nghiêm nhiều hơn.

Cuỗi cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh hỗ tro, động

viên, cho em sức mạnh cả về sức khoẻ lẫn tinh than trong suốt thời gian thực hiện

khoá luận này.

Trân trọng,

Nguyễn Hồ Đăng Khoa

Trang 6

MỤC LỤC

BGI bi: 0.1 Ì0 co co c ng iiBOD GRIMIOON toa nga huong ii6ii0201011G00306691031615980016016400120)3603386014608833146018830H60108306 iii

MỤC LLỤC 5c << HH THỌ HH TH TH TT 0g 0010080400080080108 80800808 iv

DANH MU CÁC HÌNH VỀ, DO! TH wssssssicssvesscsssssescsassvcsvnssnscieesassosssesssvsssness viiiDANHMUE CÁC BANG BIẾU co ieeeeeeeeeeeeeeiareniniineananene XDANH MỤC CÁC TU VIET TT sssssssicssssessssssssossssosssvassonsssvessasssscossacssssasaveasivans xi

MỜ ĐẦU sssssssccesssssessoscssussssssouscsssssssssoveestsssstsovecsstsssasasvecsisssssssieonstsasesssvesssesisssieesisss 1

CHUONG 1: TONG QUAN 5< 5<<< c5 ss5s90S959391366886663068984089866808988662 5

Ld Thí nghiệm trong day học Vat licccccccccccccccccccccccesecccscsesessecesecsseesseeccseceeneuseeeseeees 5

DUG), HhẤT HIỆP ::ic:::cccic¿cic2cci2222202222222122221021122612021165115600226535538558338881368518555585383536 5 1.1.2 Vai trò của thi nghiệm trong dạy học Vat lí [I8] - 52.225 <<2⁄ 9

1.1.3 Các loại thí nghiệm sử dụng trong day học Vật lí - <<e- 6

1.2 Sw dụng cam bién dién thoai trong việc thực hiện thí nghiệm Vật Ìí 8

1.2.1 Ứng dụng PHY PRHOK s scessccssscssecsssnsssrecsressnossnessnesseassvassvnssseessensosasonasosesioonse 8

1.2.2 Chức năng gốc, kha năng ứng dụng vào thí nghiệm, tỉ lệ được trang bị trong

điện thoại của một số loại cảm biến trong điện thoại [5], [6] [21], [22] 9

CHƯƠNG 2: THIẾT KE MOT SO PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM SỬ DỤNGĐIỆN THOẠI THONG MINH PHAN DONG HỌC VÀ DONG LỰC HỌC VAT

2.1 Phân tích yêu cau cần đạt từ CTVL 2018, hình thành ý tưởng và dé xuất hướng

Si 00011011T111N8HIGIN 2 4 .:32.322.12121212-521132:23052303252330023152013823232120253523039201305192320233025255.122 13

2.1.1 Thí nghiệm do gia tốc rơi tự đo -2¿-++22+22z22c22zzzzzecrrerrrerrree lầ2.1.2 Thí nghiệm đo hệ số ma sat nghỉ cực đại và đo hệ số ma sát trượt 14

iv

Trang 7

2.1.3 Thí nghiệm tìm hiểu về mỗi liên hệ giữa gia tốc hướng tâm và tốc độ góc

So 140011001161 12201121019110101431)12213113026111511303014213/61100)00011210119210140122113613126131131531313120101661 517 15

2.2 Thi nghiệm do gia tốc rơi 72 15

#;:1:(VIUÔ!0IGH(UfHIfBHICTiE:aossissssisinitiisitio3i130101303510131051353858838558188383838983938381558 15

8:0:IC0IEIIII[HDWBE-¿sniocornosogx20912106211240093216381036982203530435308300933332318521892i812312903086308 l6 2.2.3 Nguyên tắc thí nghiệm - 2 2222222EE22EE22E222EE222222222222222E2e re l6

2,2:đ.iDUnie:c0iiiiiEHiÔTfii:issisisiisiiiiitiiitiaiii2i1108010211141124111231134115313281884552281355 l6

2.2.5 Lắp đặt, thiết lập dụng cụ thí nghiệm 52c <<cseeses~e 18

2.2.6 Các bước tiễn hành thí nghieM ccccccssessesssssesssssssssseevessssvensessesveeseenes 212.2.7 Kết quả thí nghiệm tham khảo - 2- 2£©2z££Sz££EZ££ZZ£EEzcEzzzrxecrree 22 2.2.8 Nhận xét kết quả thí nghiệm 2-2222 S12221122112221222272-222- 22-2 242.2.9 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai sỐ -2 c:ec-: 242.3 Thí nghiệm do hệ số ma sát nghỉ cực địi csc-sccscccsSrscsersrrsrrrereee 25

2.3.7 Kết quả thí nghiệm tham khảo 22-222222222E2E22EEEzreczvercvxrcrrred 29

2.3.8 Nhận xét kết qua thí nghiệm - ¿26c 1 221222122221222102210212222 302.3.9 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai sỐ -2 ©5e55zcz 312.4 Thí nghiệm xác định hệ SỐ MA sắt [FEỢT, S101 S111 1 n1 811102211221 xo 3]

Vv

Trang 8

2.3.1 Mute Gich thin QhiGM.« :.<ss:ccissasseseseseseseisessesossessscoenesaseasiscassesszeasseazveseses! 44

2.5.2 Cơ sở lí thuyẾt 2-52 2222 2222223122112 11211711271172127217210721012 112012 44

55:5 Nguyênnfáo thíipEHiỢBtaoaenannitnsidoiiiioindiniauiiatainanaasnel 44

2:5:4 Dụng cv thíngBÏỆNH:.::: :-.:.-::-:::cccccccccciccieoioeiiieniiaiisssiirsiisssisesrssssaaassai 45

2.5.5 Lắp đặt, thiết lập dụng cụ thí nghiệm - -55ccsscccscsssee 452.5.6 Các bước tiền hành thí nghiệm -22222©E2Z2EEEEEEztEZzrtrzrrrzrrre 452.5.7 Kết quả thí nghiệm tham khảo - ĩ5 5 0 2922 21011 111111112102 xe 472.5.8 Nhận xét kết quả thí nghiệm 2© z£z+£z£tzzzrxzrrxzcrxee 50 2.5.9 Nguyên nhân sai số và cách khắc phục - -:cc-ccsscsc-sc - SOCHƯƠNG 3: KET QUÁ VÀ BÀN LUẬN ìccecconeeeeeeeeee 513.1 Mục đích phân tích và đánh giá kết Que o c0.ccccccceecseecsseesssesssesssvessseseseesesueesuses 513.2 Doi tượng thực hiện khảo sat danh giá kết 10th nh 51

3.3 Phương pháp phân tích và đánh giá Kt quá - -ccccccccceccsecsrrrsrrree ‹Il

3.3.1 Phương pháp điều tra bằng bảng hỏi - 5c ccccccsrrsrrrreeo 513.3.2 Phương pháp thống kê tốn học -2-2222222zz+czxercvxeecrred 52

Trang 9

3.4.1 Khao sát ý kiến HS ng HH 2n 121 gu 52 3.4.2 Khảo sát ý kiến chuyên gia -22- 22 2S 2SE2S21222222222222222222e xe 54

KẾT LUẬN kacnkonsinbeiosbootieoiiiitooitii1000100010001316010100016103381G6868036163686586088880553586858) 61

AD HIẾU THÁM KHẢO co ggggaaaoioieoeioosaband 64

PL 1: KHBD THAM KHẢO 1 csssssssssssssssssssassssssasssanssassssassosssovasssacsssesasessossssssses PLI

EL2:KHBBDTHAM KHẢO Ổ so gggaaganaooiooboiioiobdoootosbee PL8

PL 3: KHBD THAM KHAO 3 issssssscssccssssanssscsscanssssssconsssanscscsssossssasssenssssssiesssias PLI2

PL 4: KHBD THAM KHAO 4 6sc‹ css5Sess922s6995469032869058s6900460 PL16

PL 5: BANG SO LIEU THÍ NGHIEM ROI TỰ DO THÁM KHẢO VỚI DỤNG

CU CHUVEN DUNG saanaaiananniriiiironirriorontrditrgirriogtoirooao PL25

Vil

Trang 10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐÒ THỊ

Hình 2.1 Hình ảnh (nhìn từ bên cạnh) dụng cụ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do theo CACH 01 T QdđIHA)) aĂẮK&ỪỪ 19

Hình 2.2 Hình anh (nhìn từ trên xuống) bố trí dụng cụ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự

do theo cách bố trí l "ma M 㬠19

Hinh 2.3 Minh hoa thiét lap chế độ đo của thi nghiệm đo gia tốc rơi tự đo 20

Hình 2.4 Hình ảnh (nhìn từ bên cạnh) bố trí dụng cụ thí nghiệm do gia tốc rơi tự do Hi8Biefpii|lÔIlTfIZ s.-scsossssgz6:s540622411201120862158360323382313088211638083378451346123243203021812318401823662 21 Hình 2.5 Hình ảnh (nhìn từ trên xuống) bó trí thí nghiệm do gia tốc rơi tự do theo CÁ HD nan nannnnnnnnnsne 21 Hình 2.6 Mô hình phân tích lực của thí nghiệm do hệ số ma sat nghỉ cực dal 25

Hình 2.7 Bồ trí thí nghiệm đo hệ số ma sát nghi cực đại 555cc c2 28 Hình 2.8 Minh hoa kết quả đo góc nghiêng thu được trong thí nghiệm do hệ số ma SAU ngDliCC 6 Í:ecseiooooagiagiiiiioiiiotiioiitisi1i4131441021116513051555318551635138855655583585565565138558888885 29 Hình 2.9 Mô hình phân tích lực của thí nghiệm đo hệ số ma sat trượt 32

Hình 2.10 Bồ trí thí nghiệm đo hệ số ma sat trượt -.2-55255s5csscs-ce .- 35

Hình 2.11 Minh hoạ hình anh đồ thị sau 4 lần thả vật trượt cho thí nghiệm đo hệ số Hình 2.12 Hình ánh phóng to vùng lân cận đỉnh thứ nhất của đồ thị Hình 2.11 37

Hình 2.13 Hình ảnh phóng to vùng lân cận đình thứ hai của đồ thị Hình 2.1L 37

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

Hình 2.15 Hình ảnh phóng to vùng lân cận đỉnh thứ tu của đồ thị Hình 2.11 38

Hình 2.16 Hình ảnh minh hoa thu thập số liệu từ đô thị Hình 2.13 8

Hình 2.17 Bồ trí và thực hiện thí nghiệm tham khảo khảo sát mối liên hệ giữa tốc độ dai và tốc độ góc trong chuyền động tròn -2-22222+22EE££zErtcSeerzxercrrrcrrvee 46 Hình 2.18 Kết qua thí nghiệm thực hiện trong Hình 2.]7 -s.:55255:c55: 47

Vili

Trang 11

Hình 2.19 Kết quả thí nghiệm tìm hiểu mỗi liên hệ gia tốc hướng tâm và tốc độ góc

Hình 2.21 Kết quả thí nghiệm tìm hiểu mỗi liên hệ gia tốc hướng tâm và tốc độ góch1 nẽ.131DzŒ.,B,H, à ,),) à)à))à ).),),H,.àÀ.à, 48

Hình 2.22 Kết quả thí nghiệm tìm hiểu mối liên hệ gia tốc hướng tâm và tốc độ góc

Hình 3.1 Biểu 46 cột chong thé hiện kết quả HS đánh giá thí nghiệm rơi tự do (mức

Š cao nhất) i1 2110121040/0110112:1002:122)/21022201131014))0241200.42211221232/142101-12302.1200.23331271221011)10.11202 52 53

ix

Trang 12

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

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

thông minh và tỉ lệ trang bị của một số loại cảm biến [5] [6] [21], [221 IIBảng 2.1 Kết quả thí nghiệm rơi tự do theo cách bố trí 1 z+2csz+ccscee 23Bang 2.2 Kết quả thí nghiệm rơi tự đo theo cách bố trí 2 s52 s22 23Bảng 2.3 Kết quả thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ 22-22222222 S2zzc2zzc- 30Bảng 2.4 Kết qua đồ thị thứ nhất thí nghiệm minh hoa đo hệ số ma sat trugt 39

Bảng 2.5 Kết quả đồ thị thứ hai thí nghiệm minh hoạ đo hệ số ma sắt trượt 40

Bảng 2.6 Kết quả đồ thị thứ ba thí nghiệm minh hoa đo hệ sO ma sat trượt 41Bang 2.7 Kết qua đồ thi thứ tư thí nghiệm minh hoa do hệ số ma sat trượt 4I

Bang 3.1 Kết qua HS đánh giá thí nghiệm rơi tự do (mức 5 cao nhất) 53Bang 3.2 Kết qua khảo sát ý kiến chuyên gia cho thí nghiệm rơi tự do (mức 5 cao

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia cho thí nghiệm đo hệ số ma sat nghỉcực đại (mức 5 cao nhất) 2 ss Ss 112 124115211 11115211111 21215 211112221111 21212 11121 ce2 56

Bang 3.4 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia cho thí nghiệm đo hệ số ma sat trượt(mức Š cao nhất) 2n 2101121111121 011 1111012011 110201 011011102101 10g12 xe 58

Bang 3.5 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia cho thí nghiệm tìm hiểu mối liên hệgiữa gia tốc hướng tâm và tốc độ góc 262 21 21122117291 211 2110211211210 xe s9Bang PL 1 Bang số liệu thí nghiệm rơi tự do được thực hiện với dụng cụ chuyên

dung tại phòng thí nghiệm vật lí phd thông trường Dai học Sư phạm Thành phó Hồ

Chí Minh ngày, 19/05/2023) ccsrcsecsersscsivedsccerecessonrssansncssoesioceseetesvessoassvadiscdseersseness PL25

Trang 13

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TÁT

xi

Trang 14

MỞ DAU

1 Lý do chọn đề tài

Vật lí là một môn khoa học mà ở đó thực nghiệm mang tính quyết định một

trí thức là chính xác hay chưa chính xác [1], [2] Điều này cho ta thay được tầm quan

trọng cua thí nghiệm trong nghiên cứu trí thức Vật lí nói chung và trong day học Vat

lí nói riêng.

Bên cạnh đó, hiện nay Việt Nam đang bước vào thời kì chuyển đôi căn ban

và toàn điện về giáo dục thông qua các văn bản Nghị quyết số 90/NQ-TW ngày 3tháng 11 năm 2013, Nghị quyết 88/2014/QH13 ngày 28 tháng 11 năm 2014 và Quyếtđịnh sé 404/QD-TTg ngày 27 tháng 3 năm 2015 Dac biệt, vào ngay 26 tháng 12 năm

2018, CT 2018 được Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT càngminh chứng rõ hơn về điều đó CT 2018 có mục tiêu là giúp HS phát triển các phẩmchat và năng lực cần thiết Trong đó CTVL 2018 đã khang định rằng “chuong 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 hanh dưới các góc độ khác nhau." [2], [3]

Như vậy xét về đặc điểm môn học và cả về bối cảnh giáo dục hiện tại, dạy

học Vật lí can đặc biệt chú trong đến các nội dung thí nghiệm, thực hành Tuy nhiên,

việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí hiện tại còn gặp nhiều hạn chế Trong

đó, lí do về lỗi kĩ thuật của các thí nghiệm chiếm hơn 70% theo một khảo sát được tác giả Nguyễn Thị Thu Thuỷ tiễn hành năm 2020 [4] Chính vì thé, việc xây dựngnhững bộ thí nghiệm từ những dụng cụ, thiết bị đơn giản, để 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 tiện lợi, nhỏ gọn, vả đặc biệt quan trọng

là được trang bị nhiều loại cảm biến chuyên dụng dé thực hiện các tinh năng, có thê

kể đến như cảm biến gia tốc, từ kể, cảm biến cân băng (cảm biến con quay hồi

chuyên) cảm biến áp suat, microphone, cam biến ánh sáng [5], [6] Các loại cam

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.

Trang 15

Trên thé giới, việc nghiên cứu ứng dụng các loại điện thoại thông minh trong

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

thực hiện bởi rất nhiều nhà nghiên cứu Nồi bật trong số đó phải kê đến nhóm tác giảMartin Monteiro, Cecilia Cabeza, Arturo C Marti cùng một số nhà khoa học đã tiễnhành một loạt thí nghiệm ứng dụng cảm biến của điện thoại thông minh dé tìm hiểu

về mới liên hệ giữa tốc độ góc và gia tốc hướng tâm, năng lượng quay của con lắc vật

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

như một chiếc phong vũ biều [7], [8] [9] hai tác giả Patrik Vogt và Jochen Kuhn

với những thí nghiệm như phân tích rơi tự do, các quá trình va chạm, gia tốc hướng

tâm [10] [11] [12] Ngoài ra, sự ra đời của các ứng dụng như Physics Toolbox Suite của các tác giả Rebecca E Vieyra và Chrystian Vieyra, phyphox của nhóm tác

giả thuộc Khoa Vật lí 2 của trường Đại học RWTH Aachen đã thúc đây việc nghiên

cứu các thí nghiệm Vật lí ứng dụng điện thoại thông minh, đặc biệt là được sử dụng

trong day học Vật lí mà minh chứng là đã có nhiều thí nghiệm Vật lí đã được xâydựng mà trong đó các ứng dụng này đóng vai trò chủ yếu {13] {14] [15] [16] [17].

Tại Việt Nam, một số nghiên cứu cũng được tiền hành trên các ứng dụng của

điện thoại thông mình như của các tác gia Duong Bích Thao và Dinh Thi Quynh Thi

đã dùng ứng dụng Phyphox để đo gia tốc rơi tự do [5], nhóm tác giả Tưởng Duy Hải

và cộng sự khai thác ứng dụng điện thoại đề thực hiện dạy học STEM chủ dé nhàcách âm [6] Tuy nhiên cho đến nay chưa có nghiên cứu nào có tính hệ thong cho chủ

Trang 16

Thiết kế và xây dựng được một số thí nghiệm phan Động học va Động lực

học chương trình Vật lí 10 theo CTVL 2018 sử dụng ứng dụng trên điện thoại thông

minh.

Nghiên cứu các văn bản, tài liệu, bài báo

trong nước và quốc tế, CT 2018

Nghiên cứu và đưa ra cơ sở lí luận cho

thoại thông minh

Đánh giá kết qua tính hiệu quả của thí | Thực hiện khảo sát bằng phiếu hỏi đối

nghiệm với HS và các chuyên gia dé đánh giá về

các thí nghiệm đã xây dựng.

- Các thí nghiệm phần Động học và Động lực học Vật lí 10 theo Chương

trình Vật lí 2018.

Š Phương pháp nghiên cứu

*Phuong pháp nghiên cứu lí luận

Phương pháp nảy được sử dụng thông qua việc tìm hiéu các bài báo, nghiêncứu khoa học, luận văn trong nước và quốc tế, CTTT 201 8, CTVL 2018 để tìm hiểucác kiến thức, dit liệu cần thiết, có liên quan đến đề tài như khái niệm về thí nghiệm

Vật lí, vai trò của thí nghiệm Vật lí, phân loại thí nghiệm Vật lí, thực trạng sử dụng thí nghiệm trong đạy học Vật lí

*Phương pháp thực nghiệm khoa học

Trang 17

Phương pháp này được sử dụng để thiết kế và xây dựng, chế tạo dụng cụ thínghiệm Điều này thẻ hiện cụ thé qua các bước xác định mục tiêu, lựa chọn dụng cụ, lắp đặt dụng cụ thực hiện và xử lí số liệu thí nghiệm, đánh giá kết quả thí nghiệm.

*Phương pháp thống kê toán học

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

trên HS và các chuyên gia dé đánh giá các bộ thí nghiệm đó Từ các số liệu thu thập

được, các thao tác thống kê, so sánh kết quả từ khảo sát sẽ được tiền hành đề rút ranhững kết luận và nhận xét.

7 Đóng góp của khóa luận

Xây dựng phương án cho 4 bai thí nghiệm sử dụng điện thoại thông minh

Các bộ thí nghiệm được hình thành trong đề tài góp phan vào việc xây dựng các bộthí nghiệm tiện dụng, dé thực hiện, tiết kiệm nhưng van dam bảo tính hiệu quả, trực

quan và chính xác trong quá trình dạy học Vật lí phần Động học và Động lực học.

8 Cấu trúc của khóa luận

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và các phụ lục, phần nội dung của đề tài gồm các chương:

Chương 1: Tông quan

Chương 2: Thiết kế một số phương án thí nghiệm sử dụng điện thoại thông

minh phân động học và động lực học lớp 10

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương 4: Kết luận

Trang 18

CHƯƠNG 1: TONG QUAN

1.1 Thi nghiém trong day hoc Vat li

ta có thê thu nhận được tri thức mới." [I8]

Như vậy, ta có thé hiệu thí nghiệm Vật lí nói chung là các tác động đến các

sự vật, hiện tượng của thể giới khách quan một cách có chủ đích đề từ đó có thê phântích điều kiện và kết quả của sự tác động dẫn đền việc thu nhận được những kiến thức

mới.

Một cách cụ thê hơn, đối với thí nghiệm trong dạy học Vật If, các tác giả,Nguyễn Văn Khai, Nguyễn Duy Chiến và Phạm Thị Mai đã có định nghĩa sau “Thinghiệm Vật lí học tập được hiểu là sự tái tạo nhở các công cụ đặc biệt các hiện tượng

Vật lí trên lớp học trong những điều kiện thuận tiện nhất dé nghiên cứu chúng." [19]

Như vậy, ngoài những tính chất đã nêu của thí nghiệm Vật lí nói chung, thínghiệm Vật lí trong dạy học Vật lí có thêm một đặc điểm mới là thí nghiệm được thực hiện trên lớp học Tuy chi xuất hiện thêm một đặc điểm nhưng mục đặc điểm nay đã mo rộng mục tiêu của việc thực hiện thí nghiệm Vật lí Đối với thí nghiệmVật lí nói chung, mục tiêu là để thu nhận được những tri thức mới Còn đối với thínghiệm trong dạy học Vật lí, mục tiêu ngoài việc dé HS có thé thu nhận được nhữngkiến thức mới mà thông qua đó còn hình thành cho các em những pham chat và năng

lực phù hợp [19].

1.1.2 Vai trò của thí nghiệm trong day học Vật li [ 1S]

1.1.2.1 Về phương điện nhận thức

~ Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận ti thức.

- Thí nghiệm là phương tiện rút ra tính đúng đắn của tri thức đã thu được

5

Trang 19

- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức vào thực tiễn.

- Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Vat lí.

1.1.2.2 Vẻ phương điện lí luận day học Vật lí

- Thí nghiệm la phương tiện góp phan phát trién nhân cách toàn điện của HS

Cu thé hơn:

+ Thí nghiệm là phương tiện dé nâng cao năng lực Vật lí ở HS.

+ Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập Vật lí, tô chức quá

1.1.3 Các loại thí nghiệm sử dung trong dạy học Vật li

1.1.3.1 Thí nghiệm biểu diễn

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

đỡ của HS dé có thé hình thành được những biểu tượng ban đầu của các hiện tượng,quá trình và định luật Vật lí, bên cạnh đó là cau tạo và tác đụng của một số thiết bị,dụng cụ kĩ thuật Thí nghiệm biêu diễn thường được sử dụng vào những tiết dạy kiến

thức mới hoặc đôi khi trong các tiết ôn tập, củng cỗ kiến thức cho HS [18], [19]

- Thí nghiệm mở đầu: có nhiệm vụ giới thiệu sơ lược vẻ hiện tượng sắp nghiên cứu cho HS Từ đó tạo ra tình huỗng có vấn dé, 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

gọn, hiện tượng xảy ra nhanh và dụng cụ thiết bị đơn giản [18], [19].

- Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: có thê được phân ra thành hai loại nhỏ

hon là thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm nghiên cứu minh hoa.

Trang 20

+ Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát được tiễn hành theo con đường quy nạpkiến thức: từ những dữ liệu thực nghiệm, băng tư duy logic va tư duy phân tích dékiêm tra tính đúng đắn của gia thuyết được đặt ra và hình thành kiến thức mới [18].

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

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

[18], [19].

1.1.3.2 Thí nghiệm thực tap

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

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

động tự lực khác nhau So với thí nghiệm biéu diễn, thí nghiệm thực tập có một điểmnổi bật hơn đó chính là việc HS hoạt động tự lực điều này khiến cho thí nghiệm thực

tập có kha năng phát huy tinh tính cực độc lập, sang tạo của các em [18], [19].

Có nhiều cách dé phân loại thí nghiệm thực tập, nhưng trong thực tiễn, người

ta thường phân ra thành ba loại: thí nghiệm trực diện, thí nghiệm thực hành, thí

nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà

- Thí nghiệm trực điện: là thí nghiệm được HS tiền hành khi tim hiểu tài liệumới, có thê thuộc phần mở dau, khảo sát nghiên cứu minh hoạ hay củng cô kiến thức.Dưới sự hướng dẫn của GV, HS thực hiện những quan sát ngắn, thí nghiệm đơn giản

dé từ đó đưa ra được một kết luận hoặc minh hoa cho một kiến thức đã được học [18],

[19].

- Thí nghiệm thực hành Vật lí: là loại thí nghiệm được tô chức sau khi đã học xong một đề tài lớn hay một chương của chương trình Thí nghiệm thực hành có nội

7

Trang 21

dung phong phú về nhiều mặt nên thường kéo dài khoảng 1 đến 2 giờ, cần thời gian

dé thực hiện và được thực hành trên lớp (trong phòng thí nghiệm) [18], [19].

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

vẻ nhà thực hiện, có thé là định tính hoặc định lượng với nội dung trong các van dé

trong nội dung Vật lí, ngoài ra có thê mở rộng sang các ứng dụng kĩ thuật của Vật lí Thí nghiệm loại này có tác dụng giúp giáo dục kĩ thuật tông hợp cũng như khơi gợi

ứng dụng cũng được chia sẻ rộng rãi thông qua website phyphox.org, kênh Youtube

phyphox § (https://www-.youtube.com/c/PhyphoxOrg), mang xã hội Facebook (hutps://www.facebook.com/phyphox/), mạng xã hội Twitter (nay là X)

(https://twitter.com/rwth_phyphox) Ngoài ra, đề theo dõi Song song số liệu khi thực

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

đề kết nối giữa thiết bị thực hiện thí nghiệm và thiết bị thứ hai được sử dụng dé theođõi số liệu thu thập được từ thí nghiệm [20]

Ứng dụng phyphox đã khắc phục được hai nhược điểm lớn của việc thực hiện thí nghiệm bằng điện thoại thông minh Một là không thé quan sát được số liệu trong khi thu thập được vì bản thần điện thoại là một phan của thí nghiệm Hai là thông tin

dữ liệu điện thoại thu thập không thê hiéu được néu không được phân tích trên máytính Phyphox bằng việc tạo ra những đường link cho phép truy cập từ xa từ các thiết

bị khác mà có thê giải quyết được van dé thứ nhất Còn van dé thứ hai được giải quyếtthông qua việc xử lí số liệu trực tiếp trên điện thoại và xuất số liệu ra thành dạng các

đồ thị ở một số thí nghiệm mà HS có thé quan sat được sự thay đôi của đại lượng này

Trang 22

so với đại lượng khác như độ dịch chuyền theo thời gian, vận tốc theo thời gian, giatốc hướng tâm theo tốc độ góc một cách trực quan nhất [5], [20].

1.2.2 Chức năng gốc, khả năng ứng dụng vào thí nghiệm, tỉ lệ được trang

bị trong điện thoại của một số loại cảm biến trong điện thoại [5], [6], [21] [22]

Tính theo số thiết bị: 99,9%

Tính theo số

Tự động bật màn hình người sử dung:

khi nhắc điện thoại, đếm | Do gia tốc theo 3 100%

| số bước chân, sử dụng ' trục Ox, Oy, Ox của

cho một số trường hợp ' điện thoại Tính theo số

yêu cầu lắc điện thoại thiết bị: 70,9%

Trang 23

thay đôi góc nghiêng của | phăng vuông góc

nhau

Do tốc độ góc của

điện thoại khi quay

Đo cường độ từ

Xác định phương hướng | trường, xác định

bang từ trường Trái Đất _' khoảng cách giữa

hai nam châm

Được sử dụng như một

phong vũ biểu và kết hợp | Do áp suất không

với GPS dé đo chiều cao | khí tác dụng lên điện

của điện thoại so với mực | thoại

Tính theo số

thiết bị: 21,7% Tính theo số

Trang 24

chat video

Bảng Ld Thong kê chức năng góc chức nang trong thí nghiệm sử dung điện

thoại thông minh và tỉ lệ trang bị của một số loại cam biến [5], [6] [21] [22]

Bảng trên cho ta thay được chức năng gốc, kha năng ứng dụng của các loại

cảm biến vào trong thí nghiệm và tỉ lệ được trang bị của các loại cảm biến ấy của gần

35000 chiếc điện thoại thông minh [21] Nhìn chung, ta thay được rằng cảm biến giatốc được trang bị nhiều nhất và cảm biến nhiệt độ được trang bị ít nhất dù tính theothiết bị hay tính trên đầu người

Tính trên cả hai tiêu chí thiết bị hay đầu người thì những loại cảm biến đượctrang bị trong hơn 50% thiết bị được tiến hành bởi khảo sát là cảm biến đo gia tốc,

cảm biến do gia tốc (không tính gia tốc trọng trường, cảm biên con quay hôi chuyên,

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

loại cám biến này như đo gia tốc, đo góc nghiêng, đo cường độ từ trường sẽ dédang được tiền hành.

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

suất, nhiệt độ và tiệm cận Diéu này giúp ta hiéu rằng các thí nghiệm như đo áp suất,

nhiệt độ dù có thé được tiến hành nhưng phạm vi áp dụng sẽ khá nhỏ

Ngoài ra, dù không được thống kê số liệu nhưng ta có thê thấy rằng chức

năng cơ bản của một chiếc điện thoại là nghe và gọi Vì thé, microphone là một thiết

ll

Trang 25

bị không thé thiếu của điện thoại, đặc biệt là điện thoại thông mình Như vậy, nhữngthí nghiệm đo khoảng cách bằng âm thanh, đo cường độ âm, độ cao của âm cũng sẽ

dé dang được thực hiện bởi nhiều loại điện thoại và bởi nhiều người khác nhau.

Trang 26

CHUONG 2: THIẾT KE MOT SO PHƯƠNG AN THÍ NGHIỆM SỬ

DỤNG ĐIỆN THOẠI THONG MINH PHAN DONG HỌC VÀ DONG

LỰC HỌC VAT LÍ LỚP 10

2.1 Phân tích yêu cầu cần đạt từ CTVL 2018, hình thành ý tưởng và đềxuất hướng sử dụng thí nghiệm

2.1.1 Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do

*Yéu cầu cần đạt được khai thác:

- Thảo luận đề thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, đo được gia tốc rơi tự do bằng dụng cụ thực hành.

*Phan tích yêu cầu cần đạt:

Yêu cầu cần đạt trên có hai mục tiêu chính;

- Mục tiêu 1: HS thiết kế hoặc lựa chọn được phương án thí nghiệm dé đođược gia tốc rơi tự do

- Mục tiêu 2: HS thực hiện được thí nghiệm đã thiết kế bằng dụng cụ thực

hành.

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

như sau:

- Thí nghiệm sẽ thông qua việc sử dung microphone, chế độ đồng hồ bam giờ

âm dé đo được khoảng thời gian từ khi vật rơi đến khi chạm mặt đất kết hợp với việc

đo khoảng cách tir vị trí vật rơi đến mặt đất dé tìm ra giá trị của gia tốc rơi tự đo g

- 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 đẻ thiết

kế phương án rồi thực hiện, thu thập và xứ lí số liệu nhằm củng cô kiến thức vẻ rơi

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

các em HS (Xem KHBD minh hoa ở PL 1).

13

Trang 27

2.1.2 Thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ cực đại và đo hệ số ma sát trượt

*Yêu cầu cần đạt được khai thác:

- Mô tả bằng ví dụ thực tiễn và biéu diễn được bằng hình vẽ lực ma sát

- Dùng hình vẻ, phân tích được một lực thành các thành phan vuông góc.

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

nghiệm:

Các yêu câu cần đạt trên có hai mục tiêu chính:

- Mục tiêu 1: HS mô ta được lực ma sat bằng ví dụ thực tiễn

- Mục tiêu 2: HS biéu dién được lực ma sát băng hình vẽ

- Mục tiêu 3: HS có thé phần tích được một lực thành các thành phan vuông góc bằng hình vẽ.

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

khai như sau:

- Thí nghiệm sẽ (thông qua việc sử dung cam biến con quay hồi chuyền, từ

kế và chế độ góc nghiêng) đo được góc nghiêng giữa mặt phẳng nghiêng so vớiphương ngang; cảm biến gia tốc dé do gia tốc của vật chuyên động Kết hợp các thông

số trên với giá trị gia tốc trọng trường g dé suy ra hệ số ma sát nghỉ cực đại và hệ số

ma sat trượt.

- GV sé sử dung thí nghiệm nay ở dạng thí nghiệm thực tap, loại trực diện

hoặc thí nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà

+ Đối với cách sử dụng ở vai trò thí nghiệm trực điện, thí nghiệm sẽ được tiến hành tại lớp học hoặc phòng thí nghiệm Cụ thẻ, GV sẽ cùng cấp dụng cụ thí nghiệm, yêu câu HS phân tích lực và thực hiện thí nghiệm, ghi nhận và xử lí số liệu

dé củng cô kiến thức vé lực ma sát (Xem KHBD minh hoa ở PL 2 và PL 3)

+ Đôi với cách sử dụng ở vai trò thí nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà, thínghiệm sẽ được HS tiền hành ở nhà Trong trường hợp này, GV sẽ cung cấp dụng cụ

l4

Trang 28

và hướng dẫn cho các em thực hiện thí nghiệm trên lớp, sau đó giao cho các em vềnhà thực hiện, ghi nhận và xử lí số liệu dé củng cô kiến thức về lực ma sát.

2.1.3 Thí nghiệm tìm hiểu về mỗi liên hệ giữa gia tốc hướng tâm và tốc độ

góc

*Yéu cầu cần đạt được khai thác:

a a , £ + a 2 yì

- Vận dụng được biêu thức gia tốc hướng tâm a = Ro’, a= R

*Phan tích yêu cau cần đạt, ý tưởng và dé xuất hướng sử dung thí

nghiệm:

Yêu cầu cần đạt trên có mục tiêu vận dụng được biểu thức gia tốc hướng tâm

a= Re, a= =: Tuy nhiên, trước khi có thê vận dụng được thì HS cần được hình

thành kiến thức về gia tốc hướng tâm Chính vi thé, thí nghiệm có thê được thiết kế

và trién khai như sau dé học sinh nêu được biéu thức tính gia tốc hướng tâm a = Ra”

- Băng cách sử dụng thông tin thu thập được về gia tốc hướng tâm và tốc độgóc (từ cảm biến gia tốc và cảm biến con quay hôi chuyên) ứng dụng phyphox thôngqua chế độ gia tốc hướng tâm sẽ vẽ được đồ thị mối liên hệ giữa gia tốc hướng tâm

và tốc độ góc dé nhận xét được mỗi tương quan giữa hai đại lượng này.

- GV sẽ sử dụng thí nghiệm này ở dạng thí nghiệm biều diễn nghiên cứu hiệntượng dé nghiên cứu khảo sát mối liên hệ giữa hai đại lượng Từ đó đưa ra kết qua délàm rõ hơn công thức a = Ra” , kết hợp với công thức v = Re dé thu được công thức

a= 7 (Xem KHBD minh hoa 6 PL 4).

2.2 Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do

2.2.1 Mục đích thí nghiệm

Đo được gia tốc ro tự do bằng cảm biến âm thanh của điện thoại thông mình

thông qua ứng dụng Phyphox

15

Trang 29

2.2.2 Cơ sở lí thuyết

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 chuyên một quãng đường fh Khi đó, vật

sẽ chịu tác dụng của trọng lực và các lực cản của môi trường Xét trong môi trường

không khí nếu b6 qua lực cản không khí thi vật sẽ chi chịu tác dụng của trọng lực.Chính vì thé, gia tốc rơi của vật lúc đó đúng bằng gia tốc trọng trường # (tại mựcnước biên gia tốc trọng trường g =9,8 m/s*) Và công thức dé tính độ cao trong

trưởng hợp này là

2.2.3 Nguyên tắc thí nghiệm

Cảm biến âm thanh sẽ ghi nhận âm thanh lúc kích hoạt vật rơi và lúc vật rơi

xuống trên một quãng đường mà ta đã định sẵn, đo được thời gian giữa hai lần âm

thanh vang lên Từ đó tính được gia tốc trọng trường theo công thức

2.2.4 Dụng cụ thí nghiệm

Điện thoại thông minh có

cái đặt sẵn ứng dụng Do thời gian rơi của viên bi.

phyphox

Cổ định viên bị tại vị trí trước khi

rơi, tạo ra âm thanh vào thời điểm

l6

Trang 30

G6 vào thước kim loại, làm thước

Vật gõ bằng kim loại lệch phương làm cho viên bi bat đầu

rơi

Tao âm thanh lớn khi viên bi rơi

Nắp hộp bánh xuống, đánh dau thời điểm kết thúc

việc đo thời gian.

Thước dây mm Do quãng đường viên bi rơi

Bàn Tạo quãng đường giúp viên bi

chuyên động

Thiết bị hiển thị có thẻ kết Tae Hién thị kết quả thi nghiệm lên màn

; chon

nôi internet k hình lớn

Điện thoại thông mình có

cái đặt sẵn ứng dụng Do thời gian rơi của viên bi

phyphox

Cổ định viên bị tại vị trí trước khi

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

viên bi bắt đầu rơi

G6 vào thước kim loại, làm thước

Vật gõ bằng kim loại lệch phương làm cho viên bi bắt đầu

rơi

Trang 31

Tao âm thanh lớn khi viên bi rơi

Nắp hộp bánh xuống, đánh dau thời điểm kết thúc

việc đo thời gian.

- Tạo chuyên động quay quanh cạng

Ban le

ban cho thước

Băng keo hai mặt dạng xốp Có định thước và bi

Bi ve Vật nặng

Bàn Tạo độ cao giúp viên bi chuyên động

Thước dây Do quảng đường viên bi rơi

Thiết bị hiển thị có thẻ kết Hién thị kết quả thí nghiệm lên màn

nối internet hình lớn

2.2.5 Lắp đặt, thiết lập dụng cụ thí nghiệm2.2.5.1 Cách bồ trí Ì

- Thước dai 1 m lên mặt bàn có một phần chìa ra ngoài, đặt hộp kim loại

xuống mặt đất sao cho khi bi rơi từ phan chìa bên ngoài xuống thì có thé rơi thăng

đứng vào hộp kim loại

- Do khoảng cách từ mặt trên của thước 1 m đến mặt trên của hộp kim loại bằng thước dây.

18

Trang 32

Hình 2.1 Hình ảnh (nhìn từ bên cạnh) ˆ Hình 2.2 Hình ảnh (nhìn từ trên xuống)

dung cụ thí nghiệm do gia tóc rơi tự bồ trí dụng cụ thí nghiệm do gia tóc rơi

do theo cách bé trí 1 tự do theo cách bổ trí 1

- Mở ứng dụng phyphox trên điện thoại, chọn chế độ “Đồng hồ bam giờ âm(Acoustic Stopwwatch)” Điều chỉnh ngưỡng một cách phù hợp sao cho trên tiếng ônmôi trường dé không ghi nhận tạp âm nhưng dưới âm thanh kích hoạt dé có thê ghi

nhận sự thay đổi âm thanh khi viên bi được thả và chạm đất Điều chỉnh độ trễ tối

thiểu đẻ tránh các kích hoạt âm thanh ngắn hơn thời gian đó, chẳng hạn như tiếng

ccho hay tiếng vang Đặt điện thoại lên một vị trí cô định, không quá xa vị trí thước

và hộp kim loại.

- Ở góc phải màn hình, ta thiết lập “Cho phép truy cập từ xa” sao cho xuất

hiện ô tick màu cam, khi đó sẽ có một đường link dẫn hiện lên ở góc dưới màn hình.

19

Trang 33

Nhập link đó vào thiết bị trình chiều hoặc thiết bị muốn dùng đề quan sát số liệu để

xuất hiện trên màn hình thiết bị đó.

Tương tự cách bồ trí 1, tuy nhiên thay vì dé thước trực tiếp lên mặt ban, ta sẽ

sử dụng băng keo và bản lề dé có định thước Nguyên nhân của việc này là dé khi ta

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

cho thước quay quanh bản lẻ tạo không gian cho bi rơi xuống đúng theo phương

thăng đứng.

Trang 34

bồ trí dung cụ thí nghiệm do gia tốc rơi _ xuống) bổ trí thí nghiệm do gia tốc rơi

tự do theo cách bỏ trí 2 tự do theo cách bố trí 2

2.2.6 Các bước tiến hành thí nghiệm2.2.6.1 Cách bo trí I

BI: Đặt bi lên thước | m sao cho bi cố định

B2: Bam "Đặt lại" dé thời gian trở về 0, bam “Play” dé bắt đầu đo

B3: Dùng vật gõ, gõ nhanh vào thước | m lệch sang một bên sao cho vang

lên âm thanh và bi rơi theo phương thăng đứng Khi này điện thoại sẽ ghi nhận âm

thanh đầu tiên Khi viên bi rơi chạm vào hộp kim loại thì âm thanh sẽ được ghi nhậnlần 2 Điện thoại sẽ ghi nhận thời gian chênh lệch giữa hai âm thanh

B4: Lặp lại thí nghiệm nhiều lần, thu thập và xử lí số liệu

21

Trang 35

2.2.6.2 Cách bồ trí 2

Tương tự như tiễn hành ở cách bố trí 1 nhưng ta sẽ gõ thước theo phươngthắng đứng

Link video thực hiện thí nghiệm minh hoa: https://youtu.be/hAzz8GrsemY

2.2.7 Kết quả thí nghiệm tham khao

2.2.7.1 Cách bố trí I

22

Trang 36

Bảng 2.1 Kết quá thí nghiệm rơi tự do theo cách bồ trí I2.2.7.2 Cách bồ trí 2

Độ cao h =(0,79+0.01)m

23

Trang 37

2.2.8 Nhận xét kết quả thí nghiệm2.2.8.1 Về độ chính xác (accuracy)

Khi so sánh với lí thuyết về độ lớn của gia tốc 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 bỗtri, lần lượt là 2,21% và 1.74%

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

trường sử dụng bộ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do sử dụng công quang điện và đồng

hồ đo hiện số có ở các trường trung học phô thông (xem PL §) Kết quả thu được cho thay giữa việc sử dung dụng cụ chuyên dung va sử dụng điện thoại thông minh va các dụng cụ đơn giản đều cho ra kết quả có sự chênh lệch không quá lớn Điều này

càng chứng tỏ tính hiệu quả của thí nghiệm sử dụng điện thoại thông minh.

2.2.8.2 Về độ tụ của kết quả (precision)

Ta có kết quả sai số tương đối nhỏ ở cả hai cách bố trí, lần lượt là 1,38% và1,34% Diều này cho thay thí nghiệm có độ tụ của kết qua (precision) cao

Như vay, ta thay rang thí nghiệm này tương đối ôn định và có thé được sử dụng dé day học Vật lí ở trường phô thông Tuy nhiên khi day học cần lưu ý với HS

về những nguyên nhân gây sai số dé giải quyết mâu thuẫn giữa kết qua lí thuyết và

kết quả thực nghiệm thu được

2.2.9 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai số

- Môi trường nơi thực hiện thí nghiệm có những điều kiện ảnh hưởng đếnnhư gió, áp suất không khí, nhiệt 46, độ âm sẽ gây anh hưởng đến kết quả thí

nghiệm

> Khắc phục: Chúng ta có thé hạn chế bằng cách tắt quạt, tránh dé bộ thínghiệm rung lắc dé hạn chế Tuy nhiên, có những điều kiện môi trưởng ta không

thay đổi được như áp suất không khí, nhiệt độ, độ am thì ta phải chap nhận sai số

và giải thích cho HS về các nguyên nhân đó

- Cảm biến âm thanh không thực sự ghi nhận âm thanh ngay lúc vật vừa rơi

đo có sự truyền âm trong không khí

24

Trang 38

> Khác phục: Đặt điện thoại gần với bộ thí nghiệm giúp quãng đường âmthanh đi ngắn hơn và từ đó giám thiểu được thời gian âm thanh truyền từ vị trí phátđến điện thoại gây ra sai sé.

- Thao tác của người thực hiện thí nghiệm chưa thành thục.

> Khắc phục: Luyện tập nhiều lần cho thành thục lấy số liệu nhiều làn Đặc

biệt, néu muốn sử dụng thí nghiệm, trước khi lên lớp, GV can luyện tập làm thí

nghiệm nhiều đảm bao thao tác nhanh gọn, thành thục giúp đỡ tốn thời gian và kết

quả chính xác thì mới khai thác được thí nghiệm hiệu quả.

2.3 Thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ cực đại

2.3.1 Mục đích thí nghiệm

Đo được hệ số ma sắt nghỉ giữa hai mặt tiếp xtic bang cách sử dụng điện thoại

thông minh có cai dat ứng dụng phyphox

2.3.2 Cơ sở lí thuyết

Xét bài toán một vật đặt đứng yên trên dốc có góc nghiêng @ so với phương nằm ngang dưới tác dụng của trọng lực và không có lực kéo hay lực đây khác Khi

đó, vật chịu tác dụng của trọng lực, phản lực của dôc và lực ma sát nghỉ

Hình 2.6 Mô hình phân tích lực của thí nghiệm đo hệ so ma sát nehi cực đại

Trang 39

® Theo định luật I Newton, ta có:

nghỉ cực đại và đồng thời 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 /„„„ = tan ở,

2.3.3 Nguyên tắc thí nghiệm

Tang dan góc nghiêng @ của mặt phăng so với phương nằm ngang Đến một

góc nghiêng a, nhất định thì vật sẽ bắt đầu có xu hướng chuyên động Góc đó sẽđược ghi nhận bằng cam biến con quay hồi chuyển trong điện thoại thông minh, từ

đó ta sẽ tìm được giá trị của hệ số ma sắt nghỉ cực đại theo công thức

HM, = tana,

2.3.4 Dung cụ thí nghiệm

26

Trang 40

Điện thoại thông minh có : :

ae : Do góc nghiêng mà tam gỗ nhỏ bắt

cài đặt san ứng dụng

đầu chuyên động

phyphox

Op lưng phù hợp với điện Kết hợp dé cỗ định vật nên tam gỗ

thoại sử dụng nhỏ, từ đó làm giảm thiệt hại cho

điện thoại.

mm m3

Ngoài ra, băng keo hai mặt còn đề cô

Băng keo hai mặt ¬ định bọt biển lên tắm gỗ dài

Tam gỗ dài có kích thước 70 l

Máng trượt nghiêng

cm x 10cm

Tấm gỗ ngắn có kích thước

Vật trượt 10cm x 10cm

Giảm tác động đến điện thoại khi vật

Bọt biển trượt dừng lại đột ngột sau khi trượt

trên mặt phăng nghiêng

Thiết bị hiển thị có thẻ kết Hiển thị kết quả thí nghiệm lên màn

Roe Ty chon

noi internet hinh lon

2.3.5 Lắp đặt, thiết lap dung cụ thí nghiệm

- Dùng băng keo hai mặt dé có định mặt gai của băng gai dính lên mặt trênvật chuyên động, mặt bông dinh lên mặt sau của ốp lưng điện thoại

- Gắn điện thoại vào ốp lưng

- Gắn bọt biên lên phan cuỗi của mặt phẳng nghiêng

- Bật ứng dụng phyphox, chọn “D6 nghiêng”, chế độ “Mặt phẳng”

27

Ngày đăng: 04/02/2025, 17:31

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w