Ứng dụng phần mềm CROCODILE PHYSICS 6.05 trong giảng dạy vật lí ở phổ thông

Trang 1

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 6.05 TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÍ Ở PHỔ THÔNG

Phần mềm Crocodile physics là phần mềm đã được nhiều thầy cô giáo và sinhviên học sinh trong nước ứng dụng vào giảng dạy và học tập vật lí Bài viết nàynhằm giới thiệu và hướng dẫn cơ bản về sử dụng phần mềm và ứng dụng nó vàoviệc thiết kế bài giảng, bài thực hành vật lí ở phổ thông

accept the teams in the licence agreement và Next>, nếu chấp nhận thư mục cài

đặt mặc định thì nhấn chọn Next>, nếu không để chọn thư mục cài đặt khác thì chọn Change Tiếp theo nhấn chọn Install, cuối cùng là chọn Finish Phần mềm

tự động tạo thư mục trong menu start và shortcut trên desktop Lần đầu chạy chương trình sẽ đòi hỏi licence, nhấn vào nút Edit licence để hiện ra box nhập tên người sử dụng và code, nhập các thông số theo yêu cầu rồi nhấn Ok.

II Giao diện chương trình: Chạy chương trình từ desktop (hoặc từ menu start)

Hàng trên cùng là menu chính, tiếp theo là các nút truy nhập nhanh, rê chuộtlên từng nút để biết tác dụng Panel trái chứa các thư mục có các kịch bản dựng sẵn(có thể điều khiển theo ý đồ người sử dụng) – contents, hoặc là các “thiết bị” rờichưa liên kết dành cho người sử dụng tự ráp theo “kịch bản” của mình – Parts

Vùng làm việc chính của chương trình

Panel chứa các thư mục kịch bản và công cụ

Menu chính Nút truy cập nhanh

Trang 2

library, hoặc là các công cụ dành để trình chiếu và các tùy biến của công cụ Properties Panel phải là vùng làm việc chính, nó hiển thị toàn bộ nội dung của kịch

-bản và có thể phóng to toàn màn hình (nhấn vào chữ m), ở panel này còn có 3 cửa

sổ kịch bản chính (có thể mở rộng) phục vụ cho người sử dụng với các tình huống

sư phạm khác nhau của cùng vấn đề

III Thao tác cơ bản:

1 Tạo kịch bản (thiết kế thí nghiệm) mới: menu file\new hoặc nhấn nút Create

a new simulation

2 Mở file có sẵn: menu file\open hoặc nút Open an existing simulation

3 Lưu kịch bản đã tạo thành file: menu file\save hoặc nút Save simulation, đặt

tên file, chọn thư mục để lưu và Ok

4 Ngoài ra chương trình còn có các chức năng biên tập khác giống như cáctrình biên tập văn bản thông thường như Copy, Cut, Paste cho phép cắt,copy, dán các hình ảnh từ chương trình sang các trình biên tập khác và ngượclại Chương trình cũng có các chức năng Zoom in và out cho phép phóng to

và thu nhỏ vùng làm việc

Việc sử dụng các thao tác và tính năng cơ bản cũng như nâng cao của phầnmềm sẽ được giới thiệu chi tiết qua các ví dụ cụ thể dưới đây Các ví dụ này là cácthí nghiệm được thiết kế khá hoàn chỉnh, nó vừa là mẫu để thực hành vừa là mẫu

để tham khảo thiết kế bài dạy bằng phẩn mềm Crocodile physics

IV Ví dụ:

1 Ví dụ phần quang học (Folder Optics):

a Giới thiệu chung:Để có thể thực hiện được thí nghiệm trước hết kích chuột vàoOptics cửa sổ trên hiện ra, kích chuột trái vào biểu tượng ô vuông đen Opticalspace (công cụ đầu tiên của quang học), kéo rê sang màn hình làm việc chính vàchọn vị trí thả chuột màn hình hiện lên một hình chữ nhật màu đen, đây chính lànơi thực hiện thí

Sources hoặc Ray

Diagrams như hình dưới:

Trang 3

Thực hiện thí nghiệm với dụng cụ ảo nào vào folder đó chọn dụng cụ, chọn được dụng cụ kích trái vào dụng cụ đó kéo rê sang cửa sổ làm việc chính để thực hiện thí nghiệm, ví dụ chọn một thấu kính hội tụ và một gương cầu lồi như hình dưới:

Có thể thay đổi các thông số của các dụng cụ khi kích chuột trái vào dụng cụ đó,như hình dưới kích chuột trái vào thấu kính hội tụ ta có thể thay đổi tiêu cự, gócquay của thấu kính, cho hiển thị các tiêu điểm

b Thiết kế thí nghiệm: Quan sát ảnh của một vật qua hai loại thấu kính là hội tụ vàphân kỳ

* Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm:

- Giáo viên bố trí được các công cụ thực hiện thí nghiệm quan sát ảnh của một vậtqua thấu kính

- Giáo viên thực hiện từng bước thí nghiệm

- Học sinh rút ra kết luận về đặc điểm ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ và phânkỳ

Trang 4

- Chuẩn bị hai thấu kính một hội tụ và một phân kỳ: vào folder Lenses, chọn cả hai thấu kính trong folder này kéo sang khung làm việc như hình dưới:

- Lấy 2 vật để quan sát: vào folder Ray Diagrams, chọn Near object marker, chọn hai vật muốn quan sát như hình dưới:

- Mắt quan sát chọn trong folder Ray DiagramsEye

* Thực hiện thí nghiệm: Trong khung chính đã có đủ các công cụ để thực hiện thí nghiệm, bắt đầu tiến hành thí nghiệm với hai loại thấu kính trên, ban đầu là thấu kính phân kỳ:

- Đặt tiêu cự của thấu kính là 10cm

- Đặt vật tại vị trí thích hợp

- Di chuyển thấu kính phân kỳ lại gần,

ra xa vật để có thể quan sát được sự

xuất hiện ảnh của thấu kính, quan sát

được đặc điểm ảnh thu được Đặt vật

cách thấu kính 22cm quan sát ảnh thu

được

Ghi lại các đặc điểm trên của ảnh

Trang 5

- Đặt thấu vật cách thấu kính 8cm quan sát ảnh thu được:

Giáo viên giúp học sinh tổng hợp lại đặc điểm ảnh của vật thu được quan thấu kính phân kỳ

Làm tương tự với thấu kính hội tụ, ghi lại đặc điểm của ảnh thu được

- Cũng để tiêu cự của thấu kính hội tụ là 10cm

- Đặt vật cách thấu kính 22cm, cho học sinh quan sát ảnh thu được và ghi lại đặc điểm của ảnh thu được:

Giáo viên di chuyển thấu kính lại thật gần vật để có thể quan sát sự xuất hiện ảnh

ảo của thấu kính hội tụ này, đặt vật cách thấu kính 6cm cho học sinh quan sát ảnh thu được:

Ghi lại đặc điểm của ảnh mới thu được ở trên

So sánh đặc điểm của ảnh thu được qua hai thấu kính khác nhau hội tụ và phân kỳ

Trang 6

Yêu cầu: trong quá trình di chuyển thấu kính giáo viên lưu ý cho học sinh:

- Sự xuất hiện các ảnh khi đặt thấu kính ở vị trí thích hợp

- Đặc điểm của ảnh thu được (thật, ảo, xa, gần…)

- Qua thí nghiệm học sinh rút ra kết luận về ảnh của vật qua hai loại thấu kính, so sánh sự giống và khác nhau của các ảnh thu được với hai loại thấu kính đó

2 Ví dụ phần điện THCS (Folder Electronics\Analog):

* Mô tả thí nghiệm cần thực hiện

Tên thí nghiệm: Dùng điện trở - khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn (lớp 9)

+ Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm:

- Giáo viên bố trí được thí nghiệm để khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn

- Giáo viên tiến hành thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vàohiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn

- Từ kết quả thí nghiệm HS vẽ được đồ thị biểu diễn mối quan hệ của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn

* Thiết lập thí nghiệm trên phần mềm

Bước 1: Tìm kiếm công cụ

Muốn sử dụng một công cụ nào đó chúng ta hãy dùng chuột nháy vào công cụ đã chọn và kéo thả sang vùng không gian thí nghiệm ở chính giữa màn hình

Để chuẩn bị thí nghiệm của bài học này chúng ta cần các công cụ thí nghiệm sau:

Lựa chọn các công cụ

Trang 7

Bước 2: Chuẩn bị công cụ

Với 5 công cụ được mô tả trong bảng trên, chúng ta hãy "chuẩn bị" chúng bằng cách đưa chúng ra màn hình làm việc của phần mềm như hình dưới đây Tạm thời các công cụ này còn rời rạc và chưa kết nối với nhau

Với điện trở thiết lập thông số là 50 Ôm bằng cách sau: nháy chuột để chọn điện trở

trên màn hình, trong cửa sổ tham số bên trái đặt lại các thông số như hình vẽ dưới

đây

Bước 3: thiết lập kết nối các công cụ thành một bộ hoàn chỉnh

Với các công cụ trên, chúng ta sẽ kết nối chúng lại với nhau bằng dây dẫn

Cách thực hiện: dùng chuột nháy tại các đầu mút và kéo rê trên màn hình để tạo racác dây điện kết nối; rê chuột đến vị trí cần kết nối và nhả chuột; kết nối sẽ thànhcông nếu các thao tác vừa thực hiện là chính xác

Trang 8

Kết quả thiết bị thí nghiệm phải được thiết lập như hình vẽ sau:

Bước 4: Bắt đầu tiến hành thí nghiệm "ảo"

1 Tiến hành thí nghiệm với U=9V

- Điều chỉnh biến thế nguồn để điện áp có giá trị 9V

- Đóng khoá K Bạn sẽ thấy ampe kế và vôn kế xuất hiện kết quả đo như hình dưới đây

Đọc cường độ dòng điện I tương ứng với mỗi giá trị hiệu điện thế U đặt vào hai đầudây dẫn (I=180mA)

Ghi lại các giá trị đo được vào bảng 1

- Đóng khóa K

- Đọc cường độ dòng điện I tương ứng với mỗi giá trị hiệu điện thế U đặt vào hai đầu dây dẫn (I=12mA)

- Ghi lại các giá trị đo được vào bảng 1

Trang 9

4 Rút ra kết luận trên cơ sở các giá trị đo được

3 Ví dụ về sóng (Folder Waves\1D – sóng 1 chiều) :

Trong Waves là các công cụ thí nghiệm như sóng phản xạ, giao thoa sóng, …,giáo viên chọn một công cụ rồi kéo sang màn hình chính

Một số thông số quan trọng:

- Space Properties: các thuộc tính của không gian

Reset Space: nút này dùng để quan sát thí nghiệm từ đầu

Space type: có thể chọn trong đây các loại sóng để quan sát như: sóng ánh sáng,sóng phát thanh, sóng nước, …

- Wave Properties: các thuộc tính của sóng

Source: có thể chọn kiểu nguồn sóng như sóng liên tục, một xung nhịp hay mộtnửa xung nhịp của sóng

Waveform: chọn trong đây dạng thể hiện của sóng như sóng hình sin, dạng tamgiác hay hình vuông

Color: nếu là sóng ánh sáng thì dùng color để thay đổi màu sắc

Wavelength: dùng để thay đổi bước sóng

Frequence: thay đổi tần số

Amplitude: thay đổi biên độ sóng

- Transverse wave display: có thể chọn trong đây các loại sóng hiển thị ra nhưsóng tới, sóng phản xạ và sóng tổng hợp của hai sóng này

- Wave form: chọn kiểu sóng dọc hoặc sóng ngang

Trang 10

a Thiết kế thí nghiệm:

- Mô tả thí nghiệm: Quan sát hiện tượng sóng dừng

- Mục đích yêu cầu thí nghiệm:

+ Giáo viên bố trí được công cụ để thực hiện thí nghiệm quan sát hiện tượng sóng dừng

+ Giáo viên thực hiện từng bước thí nghiệm để cho học sinh quan sát

+ Học sinh hiểu được hiện tượng sóng dừng và rút ra kết luận về các đặc điểm cơ bản của sóng dừng

- Thực hiện thí nghiệm:

Chuẩn bị công cụ:

Công cụ để thực hiện thí nghiệm này được lấy trong folder Waves, tiếp theo chọn

và kéo sang khung làm việc chính tại vị trí thích hợp như hình dưới đây Như vậy công cụ đã chuẩn bị xong

Tiếp theo để thực hiện thí nghiệm kích chuột vào công cụ vừa kéo sang trong

khung làm việc chính để hiện các thông số của sóng trong cửa sổ bên trái:

Trang 11

- Chiều truyền của sóng tới

- Sóng phản xạ

- Tổng hợp sóng

Trang 12

Ghi lại đặc điểm của sóng tổng hợp.

Bước 4: Để thấy rõ được quá trình tổng hợp sóng tạo nên sóng dừng, giáo viên cho hiển thị cả ba dạng sóng, sử dụng nút pause để dừng màn hình như hình dưới

- Sóng được đánh dấu là sóng tới, giáo viên dùng chuột di chuyển sóng tới theo chiều truyền của nó để dễ dàng quan sát việc tổng hợp sóng tới và sóng phản xạ, và

dễ dàng thấy được đặc điểm của sóng tổng hợp

- Nhấn mạnh trường hợp sóng tổng hợp bằng 0 tại mọi điểm khi sóng tới và sóng phản xạ ngược pha nhau:

- Và trường hợp sóng tổng hợp được tăng cường khi sóng tới và sóng phản xạ cùng pha:

Bước 5: Di chuyển chuột theo chiều truyền sóng để cho học sinh thấy được những đặc điểm cơ bản của sóng tổng hợp (đặc điểm các nút, các bụng sóng và khoảng cách giữa chúng):

Trang 13

Điểm gần như không dao động

Điểm dao động với biên độ cực đại

Giáo viên giúp học sinh tổng hợp lại đặc điểm của sóng dừng (sóng tổng hợp).Kết luận:

Từ việc quan sát thí nghiệm giáo viên giúp học sinh hiểu được hiện tượng sóng dừng và các đặc điểm cơ bản của sóng dừng

4 Ví dụ về định luật phản xạ ánh sáng:

A Tên thí nghiệm: Tìm hiểu định luật phản xạ ánh sáng

B Bài học: Định luật phản xạ ánh sáng (Vật lí 7)

C Mục đích yêu cầu của thí nghiệm:

- Giáo viên bố trí được thí nghiệm để tìm hiểu hiện tượng phản xạ ánh sáng

- Giáo viên tiến hành thí nghiệm về hiện tượng phản xạ ánh sáng qua gương phẳng

- Từ kết quả thí nghiệm học sinh rút ra được kết luận về định luật

D Thiết lập thí nghiệm trên phần mềm

Bước 1: Công cụ

Bước 2: Thiết lập công cụ:

1 Với các công cụ được mô tả trong bảng trên, chúng ta hãy chuẩn bị chúng bằng cách đưa chúng ra màn hình làm việc của phần mềm

2 Kích chọn công cụ gương phẳng (phane mirror) và đưa ra màn hình thí nghiệm

Trang 14

Để thiết lập thông số cho gương ta kích chọn gương và đặt thông số “Show

normal” khi đó hình ảnh của gương sẽ được thể hiện như sau:

3 Với chùm sáng song song (Ray box) ta có thể thiết lập các thông số sau:

4 Với thước đo độ, bạn có thể điều chỉnh độ lớn của góc bằng cách sau:

- Bạn kích chọn công cụ thước đo độ (Protractor) và đưa ra màn hình thí nghiệm

- Kích vào chữ số trên thước đo độ để lựa chọn công cụ:

- Để thay đổi vị trí của thước hoặc giá trị của góc đo bạn hãy kích vào một trong các ô vuông trên màn hình và dịch chuyển để lựa chọn một giá trị thích hợp Khi đó

số liệu của thước đo sẽ thay đổi cùng với sự lựa chọn đó

5 HS cần chú ý các khái niệm:

- Góc tới là góc tạo bởi tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới

- Góc phản xạ là góc tạo bởi đường pháp tuyến của gương tại điểm tới và tia phản

xạ

Trang 15

Bước 3: Thiết lập bố trí các công cụ thí nghiệm thành một thí nghiệm hoàn chỉnh.

1 Với các công cụ trên, chúng ta cần có các thao tác bố trí cụ thể trên hình vẽ

c Tiến hành đo góc tới:

- Vì góc tới và góc khúc xạ nhỏ, trong khi tiến hành thí nghiệm cần thao tác chính xác vì vậy hãy chọn thuộc tính phóng to các điểm ảnh “Zoom x2” bằng cách tại công cụ Space chọn View và kích chọn Zoom (x2)

- Lựa chọn công cụ thước đo

- Di chuyển đỉnh của góc tới tâm của gương,

- Di chuyển một cạnh của góc trùng với đường pháp tuyến của gương, cạnh còn lại trùng với tia tới Khi di chuyển theo chiều kim đồng hồ

Trang 16

d Tiến hành đo góc phản xạ giống như đo góc tới.

Bước 4: Bắt đầu tiến hành các thí nghiệm ảo

1 Tiến hành thí nghiệm với góc tới (600)

- Điều chỉnh góc nghiêng của gương ở 600

- Quan sát góc tới và góc phản xạ (HS đưa ra dự đoán)

- Tiến hành đo góc tới: dùng công cụ thước đo độ, điều chỉnh thước đo trùng với góc tới của gương và ghi giá trị góc tới

- Tiến hành đo góc phản xạ: Tiếp tục dùng công cụ thước đo độ, điều chỉnh thước

đo trùng với góc phản xạ của gương và ghi giá trị góc phản xạ

- Ghi lại kết quả đo vào bảng:

- Quan sát góc tới và góc phản xạ

- Tiến hành đo góc tới

- Tiến hành đo góc phản xạ

Trang 17

- Ghi lại kết quả đo vào bảng:

5 Ví dụ với gương cầu lõm:

I Mô tả thí nghiệm: quan sát sự phản xạ của một tia sáng trên gương cầu lõm, ảnh của một vật qua gương cầu lõm, tiêu điểm chính – tiêu cự và xây dựng cách vẽ ảnh thông qua thí nghiệm

Mục đích yêu cầu của thí nghiệm:

- Giáo viên bố trí được thí nghiệm

- Giáo viên thực hiện từng bước thí nghiệm cho học sinh quan sát

- Học sinh hiểu được:

Trang 18

+ Sự phản xạ của một tia sáng trên gương cầu lõm

+ Ghi lại đặc điểm của ảnh qua gương cầu lõm

+ Biết được vị trí tiêu điểm chính – tiêu cự

+ Và thông qua thí nghiệm xây dựng cách vẽ ảnh của vật cho bởi gương cầu lõm

II Thực hiện thí nghiệm trên phần mềm

1 Chuẩn bị công cụ

Gương cầu lõm được lấy trong folder Mirrors, chọn gương cầu lõm (Concave mirror) kéo sang màn hình làm việc chính, đồng thời lấy thêm cả ba loại nguồn sáng, một vật sáng ở gần, một chắn sáng, thước đo chiều dài và thước đo độ như hình dưới:

2 Thực hiện thí nghiệm

Bước 1: Giáo viên chỉ cho học sinh một số khái niệm của gương cầu lõm

- Trước hết giáo viên chỉ rõ cho học sinh thấy tâm gương, đỉnh gương và trục chínhcủa gương như hình dưới:

- Góc mở của gương: dùng hai thước dài kéo qua hai mép gương với tâm gương để học sinh có thể thấy rõ góc mở của gương, dùng một thước đo độ để đo góc mở củagương:

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	0,97 MB