Các ứng dụng cơ bản của máy vi tính trong dạy học vật lý - Pdf 24

Các ứng dụng cơ bản của máy vi tính
trong dạy học vật lý
Biên tập bởi:
Nguyễn Xuân Thành
Các ứng dụng cơ bản của máy vi tính
trong dạy học vật lý
Biên tập bởi:
Nguyễn Xuân Thành
Các tác giả:
Nguyễn Xuân Thành
phamxuanque
Phiên bản trực tuyến:
/>MỤC LỤC
1. Máy vi tính hỗ trợ trong việc mô phỏng các hiện tượng vật lí
2. Máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí
2.1. Máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí được ghép nối với máy vi tính
2.2. Máy vi tính hỗ trợ cho việc phân tích băng hình ghi các quá trình vật lí thực.
3. Sử dụng máy vi tính và phần mềm trong dạy học vật lí nhằm hỗ trợ việc tổ chức hoạt
động nhận thức tích cực, tự lực của học sinh. các ví dụ minh hoạ
3.1. Nguyên tắc chung khi sử dụng máy vi tính và phần mềm dạy học vật lí
3.2. Các ví dụ minh họa về sử dụng máy vi tính và phần mềm dạy học vật lý
4. Xê Mi Na
5. Bài tập về Sử dụng máy vi tính và phần mềm dạy học vật lý
6. Câu hỏi thảo luận Sử dụng máy vi tính và phần mềm dạy học vật lý
7. Tài liệu tham khảo Sử dụng máy vi tính và phần mềm dạy học vât lý
8. Các phần mềm dạy học vật lý
Tham gia đóng góp
1/48
Máy vi tính hỗ trợ trong việc mô phỏng các
hiện tượng vật lí
Quan niệm về việc mô phỏng các đối tượng nghiên cứu của vật lí

- Trước hết là phụ thuộc vào mức độ nhận thức của người nghiên cứu về qui luật phản
ánh hiện tượng, quá trình vật lí. Các qui luật này thường được mô tả bằng các phương
trình, hệ phương trình toán-lý.
- Sau đó phụ thuộc vào khả năng của người lập trình, sử dụng ngôn ngữ máy tính để
phản ánh lại các qui luật đó chính xác đến chừng nào.
Điều quan trọng trong việc sử dụng máy vi tính trong dạy học vật lí, trong việc mô
phỏng các hiện tượng, quá trình vật lí là các nhà lí luận dạy học, các giáo viên phải có
được ý tưởng rõ rệt của việc sử dụng máy vi tính để giải quyết vấn đề gì, mà thiếu nó thì
không thể có hiệu quả hay sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong dạy học. p có thể hỗ trợ cho
việc nghiên cứu các quá trình đó có hiệu quả hơn, là sử dụng máy vi tính để mô phỏng
các quá trình đó.
Ví dụ như, khi nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ (trong SGK lớp 11 hiện hành),
nếu chỉ quan sát thí nghiệm về chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây hay
thí nghiệm thay đổi cường độ ḍng điện ở ống dây lồng trong cuộn dây có nối với điện kế
th́ học sinh rất khó có thể đưa ra dự đoán đúng về nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm
ứng. Để hỗ trợ cho việc đưa ra dự đoán đúng, có thể mô phỏng quá trì́nh diễn ra trong
thí nghiệm, trong đó vẽ các đường cảm ứng từ của các nam châm (vĩnh cửu hay điện)
như Hì́nh 2.1 dưới đây. Đối với học sinh yếu kém, ta có thể mô phỏng thêm cả số lượng
đường cảm ứng từ xuyên qua mặt cắt ống dây ứng với từng thời điểm trong thí nghiệm.
Mô phỏng sự thay đổi của số đường cảm ứng từ gửi qua ống dây nhờ máy vi tính
3/48
Hiện tượng sóng dừng trên dây trong trường hợp sóng phản xạ ngược pha với sóng tới
(tại đầu dây cố định) hoặc sóng phản xạ cùng pha với sóng tới (tại đầu dây tự do) rất khó
h́nh dung. Nhờ phần mềm mô phỏng ta có thể giúp học sinh “quan sát” rơ quá tŕnh sóng
tới truyền đến đầu dây đó và quá tŕnh tạo ra sóng phản xạ.
Mô phỏng sóng dừng được tạo bởi sóng tới và sóng phản xạ trong trường hợp hai đầu
dây cố định
So sánh việc mô phỏng, minh hoạ các hiện tượng, quá trì́nh vật lí bằng máy vi tính
và bằng máy chiếu phim dương bản (MCPDB), phim hoạt hì́nh
Để có thể minh hoạ các hiện tượng, quá trình vật lí khó quan sát (diễn ra cực nhanh hay

học còn thiếu và không được bổ xung thì không có khả năng giải được). Nhờ các phần
mềm (ví dụ như các chương tŕnh cơ bản như Turbo Pascal v v và các chương tŕnh
ứng dụng do người nghiên cứu tự viết ra) được cài đặt sẵn trong máy có thể giúp giáo
viên và học sinh thực hiện nhanh chóng và tương đối mĩ măn các tính toán lí thuyết.
Thêm vào đó, máy vi tính có khả năng hiển thị các kết quả tính toán, xử lí số liệu dưới
nhiều dạng trực quan khác nhau tạo điều kiện người nghiên cứu dễ phát hiện ra các mối
quan hệ chứa đựng trong đó.
Ta có thể hình dung khả năng này như sau: Để giải quyết một vấn đề nào đó đặt ra trong
bài học vật lí, giáo viên và học sinh sử dụng một số tiên đề hay mô hình vật lí (có thể
được mô tả bằng các phương trình vật lí), tiến hành các suy luận lí thuyết trên đó. Nhưng
do công cụ toán học còn thiếu nên không thể đạt được tới đích. Do vậy, ở đây cần có sự
hỗ trợ của máy vi tính và phần mềm để có thể giải ra kết quả. Kết quả mà máy tính đưa
ra không phải được phát biểu “bằng lời“ (dưới dạng văn bản), mà biểu thị dưới dạng số,
biểu bảng, đồ thị hay các hình ảnh động. Từ các dạng đó cho ta biết tồn tại các mối quan
hệ mới có tính qui luật trong hiện tượng, quá trình vật lí đang nghiên cứu. Như vậy, việc
t́m ra các mối quan hệ mới này là trên phương diện tính toán lí thuyết. Kết quả này có
được chấp nhận hay không là phải được kiểm tra bằng thực nghiệm. Điều đó cũng giống
như bất ḱ việc kiểm tra bằng thực nghiệm đối với những kết luận đă suy ra theo con
đường lí thuyết. Các kết luận đă được kiểm chứng bằng thực nghiệm sẽ dùng để giải
thích và tiên đoán các hiện tượng liên quan.
Các bước trong quá tŕnh t́m ra các kiến thức mới bằng con đường lí thuyết nhờ mô
phỏng bằng MVT
Trong quá trình tìm ra các kiến thức mới bằng con đường lí thuyết nhờ mô phỏng bằng
MVT, các bước được tiến hành tuần tự như sau:
5/48
• Như mọi con đường nhận thức, quá trình nhận thức tìm ra kiến thức mới bằng
con đường lí thuyết ở đây bắt đầu từ "vấn đề". Để giải quyết vấn đề, cần phải
xây dựng những tiên đề, mô hình vật lí (hoặc sử dụng các tiên đề, mô hình vật
lí đã có), chúng được viết dưới dạng các biểu thức toán học.
• Sau khi đã có mô hình, nhờ máy vi tính để tiến hành các suy luận logic, tính

chỉ chịu tác dụng của một lực đàn hồi (bỏ qua lực ma sát) đã được nghiên cứu trong mục
Đ1 “Dao động tuần hoàn và dao động điều hoà. Con lắc lò so” (trong Sách giáo khoa
Vật lí 12 CCGD). Trình tự việc nghiên cứu đó ở đây như sau:
Xuất phát từ biểu thức
F = - k x (1)
(biểu thị mối quan hệ giữa độ dịch chuyển x của con lắc và lực đàn hồi F) và định luật 2
Niu tơn:
6/48
F = ma (2)
có thể suy ra:
a = - (k/m).x (3)
Vì a = v’ và v = x’ nên a = x’’. Do đó ta viết được:
x’’ = - x (4)
Đây là phương trình vi phân hạng 2. Khó khăn nhất ở đây mà con đường trình bày theo
SGK gặp phải là học sinh lớp 12 chưa thể giải tìm nghiệm x được, mà phải thông báo
dạng nghiệm cho học sinh.
x = Asin (wt +j ) (5)
trong đó A và j là hằng số còn w =

k
m
Chỉ sau khi chấp nhận dạng nghiệm đó ta mới rút ra được các qui luật về dao động theo
phương nằm ngang của con lắc như sau:
• Dao động của con lắc là một dao động điều hoà (trong trường hợp bỏ qua ma
sát)
• Li độ x được mô tả theo định luật hình sin.
• Vận tốc góc w =

k
m

dàng, theo ý muốn của người nghiên cứu),
- đồ thị về li độ x, vận tốc v và gia tốc a theo thời gian của con lắc v v
Từ việc quan sát các hình ảnh và đồ thị đó cho phép ta suy ra các mối quan hệ (định
lượng hay bán định lượng) có tính qui luật trong dao động của con lắc. Ví dụ như: từ
việc quan sát hình ảnh về quá trình dao động của con lắc trên trục toạ độ OX cho ta thấy
dao dộng của nó là dao động điều hoà. Khi ta thay đổi chỉ số k và giữ nguyên các điều
kiện khác, trên màn hình sẽ cho các hình ảnh dao động của con lắc với các chu kỳ T
khác nhau. Từ đó có thể rút ra mối quan hệ định lượng giữa k và T, cũng tức là giữa k
và w. Còn khi ta quan sát đồ thị về li độ x và vận tốc v theo thời gian của con lắc ta có
thể rút ra li độ x biến đổi theo qui luật hình sin và xác định độ lệch pha giữa li độ x, vận
tốc v và gia tốc a.
Như vậy, các mối quan hệ này được t́m ra là hoàn toàn theo con đường lí thuyết có sự
hỗ trợ của máy vi tính và phần mềm tương ứng.
Tóm lại, với sự hỗ trợ của máy vi tính và các phần mềm đă chuẩn bị sẵn, giúp học sinh
nghiên cứu được các mối quan hệ có tính qui luật trong hiện tượng dao động của con lắc
ngang (bỏ qua ma sát) mà không cần phải chấp nhận nghiệm phương tŕnh vi phân hạng
hai.
Bằng con đường tương tự như vậy, có thể nghiên cứu dễ dàng dao động của con lắc theo
phương ngang có lực ma sát hay theo phương dọc (trong trường hợp bỏ qua lực ma sát
hay có lực ma sát).
8/48
9/48
Máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí
Máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí được ghép nối với
máy vi tính
Trong các ứng dụng của máy vi tính vào dạy học vật lí thì việc sử dụng máy vi tính hỗ
trợ các thí nghiệm vật lí được ghép nối với máy vi tính là một trong các ứng dụng đặc
trưng nhất của nó. Hình 2.4 biểu thị một thiết bị thí nghiệm với đệm khí được ghép nối
với máy vi tính để nghiên cứu chuyển động thẳng.
Sơ đồ nguyên lí và chức năng của thiết bị thí nghiệm ghép nối với MVT

loại bộ cảm biến khác nhau như: chuyển động, gia tốc, lực, áp suất, nhiệt độ, âm, ánh
sáng v v Các bộ ghép tương thích này có thể được lắp đặt vào bên trong của MVT, ví
dụ như Interface IEEE-488 của hăng Phywe CHLB Đức, Universal Laboratory Interface
(ULI) của hăng Vernier (Mĩ). Song hiện nay, nhiều bộ ghép tương thích được chế tạo
có nhiều tính năng ưu việt như có thể lưu trữ được dữ liệu mà không cần có MVT. Các
bộ ghép tương thích này tiện lợi cho việc nghiên cứu ở những nơi xa mà không thể
đem máy vi tính theo.V́ vậy kích thước của nó khá lớn (như quyển sách khá dầy) và
được đặt ngoài MVT, ví dụ như Science Workshop 500 Interface, Science Workshop
700 Interface hay Science Workshop 750 Interface của hăng Pasco (Mĩ).
Hình dưới là ảnh chụp Science Workshop 750 Interface. Nó vừa có chức năng của
một Interface, lại vừa có chức năng của máy phát tần số (Funtion Generator) và chức
năng của dao động kí điện tử ghi các dao động theo đúng thời gian thực (Real- time
Oscilloscope).
11/48
Hình 2.5 Science Workshop 750 Interface
Để các bộ ghép tương thích này có thể hoạt động sau khi đă lắp vŕo trong máy vi tính
hay sau khi đă nối với MVT, cần phải có một phần mềm cŕi đặt. Phần mềm nŕy được
cung cấp kèm theo bộ ghép tương thích khi ta mua.
Cần chú ý rằng, các bộ ghép tương thích này có thể dùng cho các loại máy vi tính hoạt
động trong môi trường Macintosh hoặc máy vi tính hoạt động trong môi trường MS-
DOS hay Windows v v
Sau khi các tín hiệu đã được số hoá, có thể sử dụng máy vi tính (đã cài đặt phần mềm
thích hợp) để tính toán, xử lí các tín hiệu số này theo mục đích của người nghiên cứu.
Ví dụ như ta có thể lập bảng số liệu về mối quan hệ giữa các đại lượng mà bộ cảm biến
đã thu thập được hay vẽ đồ thị về mối quan hệ này, hoặc xử lí tuỳ theo ý muốn nếu phần
mềm cho phép. Thường thì các chuyên gia khi viết phần mềm đã lường hết tất cả các
thuật toán mà người nghiên cứu có thể dùng đến để đưa nó vào nội dung của phẩn mềm
cài đặt trong MVT.
Hình sau là ví dụ về đồ thị quan hệ giữa quãng đường s và thời gian t (bên trái) và đồ
thị quan hệ giữa quãng đường s và t2 thời gian (bên phải) trong một chuyển động nhanh

truyền đến bộ ghép tương thích đưa vào máy vi tính. Do được tự động hoá hoàn toàn nên
việc thu thập số liệu đo này ở thí nghiệm ghép nối với máy vi tính xảy ra cực kì nhanh,
trong vài chục giây, ta có thể có ngay các số liệu đó trên màn hình MVT. Trên các số
liệu đó, cũng nhờ máy vi tính và phần mềm, ta có thể phân tích, xử lí số liệu (theo các
chương trình do phần mềm định sẵn). ý định phân tích, xử lí số liệu như thế nào là hoàn
toàn do người nghiên cứu (giáo viên hay học sinh) đặt ra. Còn các phép tính toán cụ thể
13/48
như: cộng, trừ, nhân, chia, bình phương, khai căn , lập các biểu bảng, vẽ các đồ thị về
các mối quan hệ giữa các đại lượng đang nghiên cứu đều do máy vi tính thực hiện.
Các kết quả tính toán, các biểu bảng cũng như các đồ thị này cũng được hiển thị ngay
trên màn h́nh máy vi tính . Quá tŕnh tính toán, lập biểu bảng hay vẽ đồ thị này máy vi
tính chỉ làm trong trong vài chục giây tới một vài phút. Kết quả hiển thị trên màn h́nh
là hoàn toàn chính xác và rất khoa học, đẹp đẽ. C̣n trong thí nghiệm không được hỗ trợ
bằng máy vi tính việc lập biểu bảng, tính toán hay vẽ đồ thị trong quá tŕnh xử lí số liệu
một cách “thủ công” thường chiếm rất nhiều thời gian và nhiều khi cũng rất khó khăn.
Có thể đưa ra ví dụ cụ thể sau để so sánh ưu nhược điểm giữa thí nghiệm có hỗ trợ của
máy vi tính và không có hỗ trợ của MVT. Trong thí nghiệm nghiên cứu chuyển động
biến đổi đều của một vật theo thời gian, ta cần xác định gia tốc a của vật đó. Để xác định
a, ta có thể:
• "đo quăng đường đi s của vật từ lúc khởi hŕnh đến cuối thời gian t, vŕ đo t, ta tính được
giá trị tuyệt đối của gia tốc a = 2s/ t2 (khi vận tốc ban đầu bằng 0)" hoặc
• "đo hiệu số những quăng đường đi được (s trong những khoảng thời gian liên tiếp bằng
nhau t, và tính a = Ds / t2 “.
Như vậy, để xác định gia tốc a của chuyển động của vật th́ trước hết ta phải đo (thu thập
số liệu đo), sau đó phải tính gia tốc a từ số liệu đă thu thập (xử lí số liệu đo). Các phép
đo ở đây (đo chiều dài quăng đường và đo thời gian) trong thí nghiệm không được hỗ
trợ bằng máy vi tính đ̣i hỏi khá nhiều thời gian. Ví dụ, trong cách thứ 2, để xác định gia
tốc a trước hết ta cần đo s
1
và s

phóng to, thu nhỏ lại được. Hơn nữa, cùng một lúc có thể hiện thị nhiều đồ thị bên cạnh
nhau trên màn hình. Để tất cả học sinh trong lớp có thể quan sát được, ta có thể dùng các
thiết bị chiếu tất cả những gì có trên màn hình máy vi tính lên màn màu trắng hay đưa
hình ảnh ở máy tính lên ti vi có màn ảnh rộng. Một vài thiết bị đó hiện nay đang được
dùng kèm máy vi tính là: thiết bị chiếu hình ghép nối với máy vi tính (PC-Projector)
CPD 300 Kindermann của CHLB Đức, hay loại LCD Projector như: VPL-X1000, VPL-
S900 và VPL-SC50 của hãng Sony Nhật và nhiều loại khác nữa Từ việc so sánh trên,
cho ta thấy thí nghiệm được hỗ trợ bằng máy vi tính có một số ưu điểm sau:- có tính
trực quan cao hơn trong việc tŕnh bày số liệu đo, hiển thị kết quả (ví dụ như các kết quả
đo hiển thị trên màn h́nh bằng số có kèm theo đơn vị đo, bảng số liệu và đồ thị được đưa
ra rơ ràng, với mọi mầu sắc thích hợp )- tiết kiệm rất nhiều thời gian do thu thập cũng
như xử lí số liệu hoàn toàn tự động,
- cho phép thu thập nhiều bộ dữ liệu thực nghiệm trong thời gian rất ngắn (đó là một
yều cầu quan trọng trong nghiên cứu thực nghiệm,- độ chính xác cao của các số liệu đo
cũng như kết quả tính toán cuối cùng do sử dụng các thiết bị hiện đại và phương pháp
tính hiện đại (ví dụ trong các phép đo thời gian, độ dài, độ chính xác đến 0,001 s ; 0,001
m, còn tính vận tốc chính xác đến 0,001 m/s (chính xác đến 1 phần nghìn đơn vị),- tiết
kiệm thời gian lắp đặt thí nghiệm (vì nói chung các thiết bị vi tính và các thí nghiệm
ghép nối với chúng có ít chi tiết hơn),- để có thể sử dụng được các thí nghiệm có ghép
nối với thiết bị vi tính thì không đòi hỏi ở người sử dụng biết kiến thức đặc biệt về kĩ
thuật vi tính, và không cần biết về ngôn ngữ lập trình.Mặc dù thí nghiệm được ghép nối
với máy vi tính có nhiều ưu điểm, song hiện nay ở nước ta chủ yếu mới sử dụng trong
các trường đại học, còn chưa được sử dụng ở đa số các trường phổ thông. Theo chúng
tôi việc sử dụng nó còn chưa rộng rãi do còn có một số khó khăn sau:
- người sử dụng cần có thời gian làm quen máy vi tính (chủ yếu là làm quen với việc
mở một chương tŕnh ứng dụng đă được cài đặt trong máy và làm quen với bàn phím)-
mặc dù hiện nay máy vi tính không đắt tiền lắm (tất cả các trường phổ thông THCS và
PTTH ở thành phố đều có nhiều), song đắt tiền là các thiết bị khác như các bộ cảm biến,
các thiết bị ghép tương thích và thiết bị thí nghiệm tương ứng.Song điểm hết sức quan
trọng là ở chỗ ở Việt nam còn quá ít các nghiên cứu về lí luận cũng như thực tiễn về vấn

phổ thông như:
- phương pháp đánh tia lửa điện của bộ thí nghiệm Việt nam hay bộ thí nghiệm J- 2155
của Trung quốc.
- phương pháp dùng thì kế hiện số và các cửa chắn quang điện (trong bộ thí nghiệm
J-2125-1 của Trung quốc hay các bộ thí nghiệm của hãng Phywe, Leybold của CHLB
Đức, các bộ thí nghiệm của hãng Pasco của Mĩ ).
17/48
- phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm (tuy nhiên trên thực tế thì thiết bị chụp ảnh
hoạt nghiệm không được trang bị ở trường phổ thông).Về nguyên tắc thì trong các các
phương pháp này ta cần ghi và đo trên băng giấy hay trên phim ảnh các quãng đường
đi được trong những khoảng thời gian cố định bằng nhau (trong phương pháp đánh tia
lửa điện và phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm) hoặc đo được các quãng đường đi được
trong khoảng thời gian tuỳ ý (trong phương pháp dùng thì kế hiện số và các cửa chắn
quang điện) của chuyển động. Tuy nhiên, với các thiết bị sử dụng theo các phương pháp
này thì lĩnh vực nghiên cứu chỉ giới hạn trong các loại chuyển động thẳng (trừ phương
pháp chụp ảnh hoạt nghiệm) và giới hạn trong không gian của phòng thí nghiệm. Hơn
nữa, khi sử dụng các phương pháp này, việc thu thập số liệu đo (bao gồm việc xác định
toạ độ của vật cũng như các quãng đường trên băng giấy hay phim ảnh) là khó chính
xác, mất thời gian. Thêm vào đó, từ các số liệu đo được, để phân tích, xử lí nó (tính toán,
lập bảng, biểu diễn các mối quan hệ trên đồ thị ) cũng đòi hỏi khá nhiều thời gian.
Chính vì lí do đó, trong thực tế dạy học phổ thông hiện nay khi sử dụng các phương
pháp này thì các thí nghiệm thường được tiến hành dưới dạng thí nghiệm minh hoạ.
Để khắc phục các hạn chế kể trên, một trong các phương pháp mới được đưa ra là:
phương pháp phân tích các băng ghi hěnh nhờ máy vi tính vŕ các phần mềm tương ứng.
Phương pháp này đang được sử dụng nhiều trong các trường học ở các nước phát triển
như Mĩ, CHLB Đức
Phương pháp phân tích các băng ghi hình nhờ máy vi tính
Trong phương pháp này, để tạo điều kiện có thể nghiên cứu kĩ và chính xác các quá tŕnh
vật lí, trước hết, các quá tŕnh vật lí thật này (ví dụ như chuyển động ném xiên) được ghi
vào băng h́nh nhờ một máy Videocamera có gắn thêm một thước đo toạ độ và một đồng

mối quan hệ của các đại lượng, tiến hành các tính toán khác v v ).
Các giai đoạn của phương pháp phân tích các băng ghi hình nhờ máy vi tính
trong dạy học vật lí
Để sử dụng phương pháp phân tích các băng ghi hình nhờ máy vi tính trong dạy học vật
lí thì trước hết phải có các tín hiệu về quá trình vật lí thực cần nghiên cứu (ví dụ: chuyển
động ném xiên, chuyển động rơi tự do, chyển động của vận động viên nhảy xa ) đã
được lưu trữ dưới dạng số hoá trong máy vi tính. Trong máy vi tính cần cài đặt phần
mềm dùng để xử lí các tín tiệu số hoá này. Các phần mềm viết cho phương pháp này
đang được sử dụng rộng rãi trong trường phổ thông cũng như đại học trên thế giới có thể
kể đến là: Videopoint, CUPLE (Mĩ), Galileo, DIVA (CHLB Đức) v v Sau đây trình
bày các giai đoạn của phương pháp phân tích các băng ghi hình nhờ máy vi tính trong
dạy học vật lí, với sự minh hoạ bằng phần mềm Galileo.
Quan sát quá trình vật lí cần nghiên cứu
Giai đoạn đầu tiên của việc nghiên cứu là phải tổ chức quan sát quá trình vật lí cần
nghiên cứu. Nhờ các tín hiệu về quá trình vật lí đã được số hoá và phần mềm trong máy
vi tính, giáo viên hoặc học sinh có thể quay lại quá trình vật lí thực trên màn hình của
máy vi tính để nghiên cứu nó một cách kĩ càng trong bài giảng.
Với chức năng của phần mềm, trước hết ta có thể cho hình chuyển động như trong thực
tế, sau đó có thể cho nó chuyển động chậm lại, chuyển động từng giai đoạn hay đứng
yên tuỳ theo mục đích nghiên cứu. Ví dụ như, trong phần mềm Galileo, cửa sổ ở góc
trên, bên trái của màn hình (ở Hình dưới đây ) với các nút: Play, Review, Pause, cho
phép ta làm việc đó.
19/48
Xác định vị trí toạ độ và thời điểm tương ứng của vật chuyển động thông qua lập
bảng số liệu về quan hệ giữa toạ độ và thời gian trong chuyển động và vẽ đồ thị y, x
theo t
Số liệu quan trọng nhất cần có khi nghiên cứu quá trình động học là số liệu về quan hệ
giữa toạ độ (kí hiệu là x, trong chuyển động thẳng và x, y trong chuyển động cong) và
thời gian trong chuyển động (bảng quan hệ x hay x,y và t). Nhờ phần mềm, có thể đặt
trục toạ độ thích hợp vào màn hình trong đó đang có hình ảnh về quá trình chuyển động

x0 , vx0 , y0 , vy0 và giá trị ay0 nào đó. Hình 2.10 dưới đây là các đồ thị mà ta thử vẽ
với các giá trị x0 = 0 ; vx0 = 6,0 ; y0 = 0 ; vy0 = 5,0 và ay0 = -7,80. Các đồ thị này là
đường liền nét.
Vẽ các đồ thị x = x(t) với các giá trị: x0 = 0 ; vx0 = 6,0
và y = y (t) với y0 = 0; vy0 = 5,0; ay0 = -7,80
Trên hình 2.10, ta thấy các đồ thị lí thuyết (đường liền nét) và đồ thị thực nghiệm (đường
chấm chấm) chưa trùng nhau. Điều đó chứng tỏ đồ thị lí thuyết mới vẽ với các giá trị
trên chưa phản ánh đúng qui luật chuyển động của vật theo phương x cũng như theo
phương y.
Để có thể těm được qui luật chuyển động thành phần theo các phương ox và oy, ta phải
thay đổi các giá trị ban đầu (tức lŕ các giá trị x0, vx0 hay y0, vy0) và giá trị ay0
22/48
sao cho đồ thị lí thuyết trùng sát nhất với đồ thị thực nghiệm. Khi đó, chỉ cần đọc các
giá trị x0, vx0 và y0 , vy0 và giá trị ay0 , ta sẽ biết được qui luật của chuyển động của
vật.
Hình dưới đây cho thấy nhờ phần mềm, ta đã chọn được các giá trị mới thích hợp của
x0, vx0 cũng như y0 , vy0 và giá trị ay0 để cho đồ thị lí thuyết (ứng với các giá trị mới
này) trùng khít nhất với đồ thị thực nghiệm.
Ở hình dưới đây cho thấy giá trị của x
0
= 0 và vx
0
= 3,78 m/s (đối với thành phần chuyển
động theo phương ox) và y
0
= 0; vy
0
= 6,60 m/s và ay
0
= -9,80 m/s


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status