SỬ DỤNG PHÂN MỀM WORKING MODEL THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM DÙNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC (tiếp theo và hết) TS Nguyễn Đình Hưng Cao đẳng Hải Dương Ở số trước chúng tôi đã giới thiệu cùng độc giả việc sử dụng Working model để thiết kế các thí nghiệm vật lí ảo cho phần cơ học, trong phần này chúng tôi xin tiếp tục giới thiệu tới độc giả việc sử dụng Working Model thiết kế một các thí nghiệm cơ học sau: - Thí nghiệm chuyển động thẳng đều, biến đổi đều. - Thí nghiệm chuyển động ném ngang, ném xiên - Thí nghiệm về tương tác xuyên tâm đàn hồi giữa hai vật - Thí nghiệm khảo sát chuyển động dao động của con lắc đơn, con lắc lò xo. …. 1. Tạo chuyển động đều, biến đổi đều a) Tạo chuyển động thẳng đều, biến đổi đều với máng nghiêng và máng nằm ngang - Mở Working model . - Trên thanh công cụ của Working model, kích chọn Rectangle (hình chữ nhật), đưa trỏ chuột vào vùng làm việc, nhấn trái chuột, giữ đồng thời rê để vẽ một hình chữ nhật. - Trên thanh menu của Working model, kích chọn rotate tool (hình mũi tên cuốn cong), đặt trỏ chuột vào hình chữ nhật để xoay làm nghiêng hình chữ nhật. - Kích chọn công cụ Rectangle, đưa trỏ chuột vào vùng làm việc, nhấp trái chuột, giữ đồng thời rê để vẽ hình chữ nhật thứ hai sao cho mặt trên của hai hình chữ nhật tiếp xúc nhau. - Kích chọn nút Anchor (mỏ neo), đưa vào vùng làm việc, đặt trỏ chuột lần lượt lên từng hình chữ nhật vừa vẽ, nhấp trái chuột để cố định chúng. - Kích đúp vào hai hình chữ nhật, trên menu xổ ra thay đổi các giá trị tại ô Stat.fric, kin.fric, elastic (sự đàn hồi, sự nảy) về giá trị 0 (sức cản không khí mặc định bằng 0). - Kích chọn nút Circle (hình tròn), đưa trỏ chuột vào vùng làm việc, nhấp và giữ trái chuột để vẽ vật là một hình tròn ở đỉnh mặt phẳng nghiêng và tiếp xúc với mặt phẳng nghiêng. - Nhấp chọn vật, trên thanh menu chọn Define trên menu trải ra chọn vectors, trên menu trải ra chọn Velocity, Acceleration. Quay lại menu Define chọn Vectors display để hiển thị véc tơ và Vectors lengths để thay đổi độ dài của véc tơ. Nhấp Run để xem hoạt cảnh. Để xem đồ thị mô phỏng vận tốc, nhấp chọn vật. Trên thanh Menu nhấp chọn Measura/ Postion rồi chọn X Graph nếu muốn mô phỏng đồ thị X(t); Measura/ velocity rồi chọn Xgraph (nếu muốn mô phỏng đồ thị v x (t); Measura/ Acceleration nếu muốn mô phỏng đồ thị gia tốc. a) Tạo một chuyển động thẳng đều theo phương ngang - Mở Working model . - Trên thanh công cụ chọn hình chữ nhật (Rectangle) để vẽ lên vùng làm việc một hình chữ nhật làm mặt chuyển động. - Kích chọn hình mỏ neo (Anchor), đưa trỏ chuột đặt lên hình chữ nhật rồi nhấp trái chuột để cố định hình chữ nhật. - Trên thanh công cụ kích chọn hình tròn (Circle) hoặc hình vuông ( Square) hay hình chữ nhật (Rectangle) để vẽ một hình tương ứng (vật) đặt tiếp xúc với mặt chuyển động . - Nhấp chọn vật muốn tạo chuyển động. Trên thanh Menu chọn Define thực hiện các thao tác sau: Define/ Vectors/ Velocity (véc tơ vận tốc) rồi Define/ Vectors/ Acceleration (véc tơ gia tốc); Define/ Vectors/ total Force ( véc tơ lực tổng hợp); Define/ Vectors Display (để hiển thị véc tơ) đánh dấu kiểm vào ô Name, Value cho các véc tơ tương ứng, nhấn Ok để hoàn tất; Define/ Vectors lengths (hiển thị độ dài véc tơ)… - Nhấp đúp lên vật, trên Menu dọc hiện ra đặt giá trị y = 0; ∅ = 0; v x ≠ 0; v ∅ =0 v y = 0; Stat fric = 0; Kin fric = 0; Elastic = 0. - Để xem đồ thị mô tả vận tốc, nhấp chọn vật; trên menu chính nhấn chọn Measure, đặt trỏ chuột vào Velocity, nhấn chọn X Graph. - Để xem đồ thị mô tả tọa độ x, nhấn chọn vật; trên menu chính nhấn chọn Measure; đặt trỏ chuột lên Position, nhấn chọn X Graph. - Nhấp Run để xem hoạt cảnh. Nếu muốn diễn lại nhấp Reset; muốn dừng nhấn Stop. b) Tạo một chuyển động thẳng chậm dần theo phương ngang Để tạo một chuyển động thẳng chậm dần đều ta làm tương tự như khi tạo chuyển động thẳng đều nhưng đặt giá trị Kin fric ≠ 0. 2) Tạo một chuyển động ném ngang, ném xiên, ném theo phương thẳng đứng a) Tạo chuyển động ném ngang Vẽ một mặt phẳng ngang bằng công cụ Retangle rồi cố định nó bằng công cụ Anchor. Bằng cách tương tự để vẽ mặt phẳng ngang thứ hai (chọn là mặt đất). Vẽ vật đặt lên mặt phẳng ngang thứ nhất. Nhấp đúp lên vật. Trên menu dọc hiện ra chọn v x ≠ 0; nếu muốn thêm đồ thị biểu diễn x, y, v x , v y làm tương tự trên. Nhấn Run để xem hoạt cảnh. b) Tạo chuyển động ném xiên Làm tương tự mục a nhưng cho v x , v y những giá trị khác 0 (v = ). Nhấn Răn để xem hoạt cảnh. c) Tạo chuyển động ném theo phương thẳng đứng Làm tương tự mục a, b nhưng thay v x = 0. 3) Tạo tương tác xuyên tâm đàn hồi giữa hai vật - Vẽ một mặt phẳng ngang bằng công cụ Retangle; dùng công cụ Anchor để cố định mặt phẳng ngang; - Dùng công cụ Circle vẽ hai hình tròn (hai vật) đặt ở hai điểm khác nhau trên mặt phẳng ngang; - Nhấp đúp lên từng vật, trên menu dọc hiện ra chọn những giá trị thích hợp cho v x (ứng với từng vật). Nếu muốn hai vật chuyển động ngược chiều thì đặt v x của một vật là dương còn v x của vật kia là âm; Chọn các giá trị Kin fric, Stat fric, Elastic của hai vật và của mặt phẳng ngang bằng không; Vào Meterial để chọn vật liệu cho từng vật (có thể cả mặt phẳng ngang); Vào Mass để đặt khối lượng cho từng vật; - Để hiển thị vận tốc v.v ta làm như các phân trên. - Nhấp Run để xem hoạt cảnh. 2. Tạo con lắc đơn, con lắc lò xo a) Tạo con lắc đơn - Vẽ giá treo con lắc bằng công cụ Retangle và cố định nó bằng công cụ Anchor - Vẽ vật bằng công cụ Circle - Vẽ dây treo bằng công cụ Rod (nhấp chọn công cụ Rod; đặt trỏ chuột vào tâm hình tròn, đưa trỏ chuột (theo phương thẳng đứng) đến gặp giá treo rồi nhấp trái chuột). - Nhấp trái chuột lên vật đồng thời giữ để đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng. - Nhấp Run xem hoạt cảnh. - Để hiển thị các véc tơ thực hiện các thao tác như đã trình bày ở trên. b) Tạo con lắc lò xo đặt nằm ngang - Dùng công cụ Retangle vẽ mặt phẳng ngang bằng và giá giữ đầu lò xo (đặt vuông góc với mặt phẳng ngang) rồi dùng công cụ Anchor để cố định chúng. - Vẽ vật bằng công cụ Circle - Lần lượt chọn vật và mặt phẳng ngang để chọn các giá trị Kin fric, Stat fric, Elastic tương ứng bằng không. - Chọn vật; nhấp World/ Air Resistnce/ non (mặc định là non)/ Ok. - Vẽ lò xo bằng công cụ Spring (Kich chọn Spring, đặt trỏ chuột vào tâm vật, đưa trỏ chuột đến gặp giá đỡ (theo phương ngang), rồi nhấp trái chuột. - Đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng một khoảng nhỏ - Nhấp Run xem hoạt cảnh. - Muốn hiển thị các véc tơ và mô phỏng bằng đồ thị thực hiện các thao tác như đã giới thiệu ở trên. - Tóm lại: Sử dụng phần mềm Working Model chúng ta có thể thiết kế được hầu hết các thí nghiệm ảo cho phần cơ học trong chương trình vật lí phổ thông. Nó cho học sinh cái nhìn trực quan về sự thay đổi vận tốc, gia tốc và lực tác dụng lên vật thông qua việc cho phép hiển thị các véc tơ đó và việc mô phỏng bằng các đồ thị tương ứng. Bài viết chỉ mang tính giới thiệu nên không tránh khỏi thiếu sót và còn nhiều ứng dụng khác của phần mềm chưa được đề cập tới. Chúng tôi rất mong được độc giả bổ xung, thảo luận. . ngang - Mở Working model . - Trên thanh công cụ của Working model, kích chọn Rectangle (hình chữ nhật), đưa trỏ chuột vào vùng làm việc, nhấn trái chuột, giữ đồng thời rê để vẽ một hình chữ nhật. -. nghiệm cơ học sau: - Thí nghiệm chuyển động thẳng đều, biến đổi đều. - Thí nghiệm chuyển động ném ngang, ném xiên - Thí nghiệm về tương tác xuyên tâm đàn hồi giữa hai vật - Thí nghiệm khảo sát. độc giả việc sử dụng Working model để thiết kế các thí nghiệm vật lí ảo cho phần cơ học, trong phần này chúng tôi xin tiếp tục giới thiệu tới độc giả việc sử dụng Working Model thiết kế một các