AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
0 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG.



KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN VẬT LÝ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

(CẤP TRƯỜNG)
Thiết kế một số thí nghiệm phương pháp giảng dạy
vật lý phổ thông
Chủ nhiệm đề tài: GIANG VĂN PHÚC

Phần 5:
Kết luận và đề nghị trang 34
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
2


trường đại học chưa thật sự xác đáng với vấn đề cần truyền đạt, nhiều thí
nghiệm còn xa vời, mơ hồ.

• Đầu tư kinh phí cho phương diện này ở các tr
ường phổ thơng còn hạn
chế, khiêm tốn.
Từ các nhận định trên, ta thấy cần phải từng bước khắc phục các ngun
nhân trên để việc giảng dạy có hiệu quả hơn. Loại trừ các ngun nhân khách
quan, các vấn đề mang tính chủ quan và đặc thù chun mơn cần được phân
tích và đề nghị các hướng khắc phục.
2. Song song đó, trong xu thế chung hiện nay thể hiện qua hai kỳ thi tú tài và
đại học gần đây nhất, u cầu sự
hiểu biết chính xác và ứng dụng hiệu quả các
kiến thức được học của học sinh là thiết yếu. Vì vậy, việc nâng cao hiệu quả
giảng dạy với thí nghiệm đối với giáo viên vật lý trường phổ thơng và các giáo
sinh sắp tốt nghiệp là vấn đề đang đặt trước nhà trường đại học sư phạm.
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
3 3. Cuối cùng, việc xây dựng một bộ thí nghiệm vật lý riêng của trường ĐHAG
để phục vụ cho cơng tác đào tạo sinh viên sư phạm là đáng được quan tâm thực
thi.

PHẦN 2:MỤC ĐÍCH


2.1 Chuyển động thẳng đều, vận tốc:
2.2 Chuy
ển động tròn đều:
2.3 Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều:
2.4 Quảng đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều:
2.5 Sự rơi tự do – ống Newton:
2.6 Đo gia tốc rơi tự do:
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
4 2.7 Chuyển động tròn đều – gia tốc hướng tâm:
2.8 Tương tác trực tiếp và gián tiếp:
2.9 Sự cân bằng lực:
2.10 Định luật I Newton và Qn tính của các vật :
2.11 Định luật II Newton:
2.12 Định luật III Newton:
2.13 Lực đàn hồi – lực kế:
2.14 Lực ma sát nghỉ và ma sát trượt:
2.15 Chuyển động trên mặt phẳng nghiêng:
2.16 Chuyển động của vật ném ngang:
2.17 Lực tác dụng trong chuyển động tròn đều:
2.18 Định luậ
t bảo tồn động lượng:
2.19 Sự cân bằng của vật:
2.20 Hợp lực đồng qui:
2.21 Hợp lực song song:
2.22 Mơmen lực – qui tắc mơmen:
2.23 Các dạng cân bằng

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

CÁC THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THƠNG:
1. Mở đầu:
Các thí nghiệm vật lý phổ thơng về bối cảnh có hai loại: thí nghiệm trên lớp và
thí nghiệm ngoại khố.
Thí nghiệm trên lớp theo mục đích được chia làm hai nhóm: thí nghiệm khảo
sát và thí nghiệm minh hoạ.
Thí nghiệm ngoại khố đối với đối tượng học sinh bình thường là thí nghiệm
kiểm chứng, thí nghiệm thực hành. Rất ít trường hợp cá biệt học sinh có thể
thực hiệ
n thí nghiệm khảo sát – học sinh giỏi.
Xét riêng các thí nghiệm có thể tiến hành trên lớp, chúng ta sẽ đi sâu vào loại
này vì tác dụng của nó rất lớn trong q trình dạy học vật lý.
2. Tình hình chung về vấn đề dụng cụ thí nghiệm:
Nhìn chung hiện nay, các dụng cụ thí nghiệm như đã dề nghị ở trên có
nhiều vấn đề cần được khắc phục.
Nổi bật hơn cả là mối mâu thuẫn giữa s
ự cần thiết phổ biến và giá thành.
Thứ đến là tính linh hoạt cơ động và trực quan, đủ độ chính xác.
Ngồi ra, vấn đề thời lượng trong việc giảng dạy cũng phải được tính đến
đối với phân bố chương trình như hiện nay.
Qua tham khảo, tham quan và kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy ở
trường phổ thơng, chúng ta thấy có một số điểm cụ thể được trình bày tiế
p
theo sau. 3.1 Đối với dụng cụ giảng dạy về hiện
tượng Chuyển động thẳng đều ở các


THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
6 – Paul Verhagen) do Viện khoa học giáo
dục VN phát hành đã sử dụng chuyển
động thẳng đứng của động tử trong ống
chất lỏng. Ở đây, trọng lực được khử
bằng lực ma sát nhớt. Vấn đề còn lại là
tính thuyết phục bởi các số liệu đo được
và thời gian thực hiện thí nghiệm.
Ở một số trường ĐHSP khác, thí
nghiệm này được thực hi
ện trên đường
ray, ma sát được khử bằng đối trọng qua
ròng rọc, với động tử có mang trên lưng
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
7

Đường ray nghiêng với các cảm biến cơ học

Do đó, ở ĐHAG, nhờ dùng các cảm biến quang hồng ngoại, độ chính xác
được nâng cao cho phép xác định được khoảng dich chuyển trong mỗi giây
để so sánh với nhau qua đó làm rõ vận tốc tăng những lượng bằng nhau
sau mỗi giây dịch chuyển là điều cần truyền đạt trong chuyển động thẳng
biến đổi đều.
3.3 Đề tài chuyển
động tròn đều và qn tính ly tâm. Dụng cụ truyền thống ở
nội dung này là một bộ gồm ít nhất hai vơ lăng bằng gang đũc trên một giá
đở, truyền động bằng dây đai, rất nặng nề. Chuyển động quay được tạo ra
bởi một tay quay do người sử dụng thực hiện. Đối tượng chuyển động là

Dụng cụ đogia
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
8 Để nâng cao hiệu quả, cũng với cấu trúc
như thế, nhà cung cấp là Cơng ty Thắng Lợi
có thiết kế thêm hệ thống đồng hồ tự ghi bằng
điện tử. Tuy nhiên dụng cụ lại thuộc bộ thí
nghiệm Vật lý đại cương nên giá thánh q
cao và khơng nằm trong diện cung cấp cho
các trường phổ thơng trung học.
Khắc phục tính trạng trên, ở ĐHAG tích hợp tất cả các ưu điể
m của thiết
bị gồm hệ tự ghi điện tử và cảm biến vị trí quang học, nâng độ cao làm thí
nghiệm lên 1,50m và bố trí sao cho thí nghiệm tiến hành nhanh nhất để tiết
kiệm thời gian.
3.5 Đĩa mơmen được thiết kế với hình thức truyền thống như trước đây, tuy
nhiên kích thước đươc chế tạo khá lớn để tăng độ trực quan. Trong đó vấn
đề tạ
o cân bằng phiếm định và bảo đảm sự linh động của trục quay đã
được quan tâm khắc phục.
điện. Đó là một thành cơng lớn, chỉ có hạn chế ở chỗ thiết bị rất hiếm và giá
thành cao, đồng thời kết nối rườm rà.
Trong phạm vi đề tài nghiên cứu này, dụng cụ tạo sóng dừng được thiết
kế với giá thành chấp nhận được (khoản 500 000đ đối với bộ tạo dao động
cơ học) kết hợp với máy đo tần số
kỹ thuật số. Tất cả được liên kết sẵn
gọn, nhẹ dễ sử dụng.

3.8 Định luật khúc xạ và phản xạ dùng dụng cụ là Mâm quang. có kích thước
nhỏ và dùng nguồn sáng cổ điển. Yếu điểm của nó là nguồn sáng loại này
khó tạo thành chùm sáng mỏng (hình tượng tia sáng).
Ở đây, mâm được cải tiến với các ưu điểm: thẳng đứng, tr
ực quan và
dùng nguồn sáng laser.

3.9 Các định luật quang hình dùng trục quang học. Dụng cụ này, yếu tố quan
trọng là vật sáng phải phát ra chùm phân kỳ đủ mạnh để đến được màn
hứng. Trong CÁC CẢI TIẾN NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ TÍNH XÁC THỰC CỦA CÁC THÍ
NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THƠNG:
1. Thiết bị đo lường:
Hiện nay, trên hầu hết các trường ĐH sư phạm và các trường PTTH mà tơi
được biết, các thiết bị đo l
ường trong các thí nghiệm đại cương và phương
pháp còn hạn chế về độ chính xác, kém hiện đại và kích thước hiển thị nhỏ,
thiếu trực quan đối với số đơng học sinh. Một số tham số đo khơng thực hiện
được trực tiếp làm các thí nghiệm chưa lột tả được nội dung khoa học.
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG

tiêu biểu. Việc chọn thực hiện này dựa trên tình hình thiết bị ở các trường phổ
thơng trung học, khả năng thực thi và phù hợp trong điều kiện hiện tại về kỹ
thuật, phương tiện, vật tư.
Trong đó, các thiết bị ph
ục vụ cho chương trình 11 phổ thơng trung học rất
phổ biến nên khơng cần phải đầu tư nhiều. Song song đó, chương trình vật lý
10 rất quan trọng vì là nền tảng của cả chương trình vật lý phổ thơng trung
học, là kiến thức khai tâm cho học sinh. Đồng thời chương trình vật lý 12 lại
đóng vai trò quyết định để học sinh tốt nghiệp tú tài, thi đại học và ứng dụng
trong đời sống nên cả hai cầ
n được quan tâm đầu tư. Vì vậy, các đề tài được
chọn gồm:

Chương trình lớp 10

Chuyển động thẳng đều, vận tốc:
Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều:
Quảng đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều:
Sự rơi tự do:
Chuyển động tròn đều – gia tốc hướng tâm:
Định luật I Newton và Qn tính của các vật :
Định luật II Newton:
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
11 Định luật III Newton:
Chuyển động của vật ném ngang:
Lực tác dụng trong chuyển động tròn đều:

Ngồi ra vai trò của tri thức trong chương trình, nếu cần cũng được nhấn mạnh.
Sản hầu hết các sản phẩm được thực hiện đều theo ngoại hình truyền thống
giúp cho người khai thác dễ tiếp cận. Các cải tiến cần thiết đều được tự động hóa.
Để thiết kế và thực hiện được các máy móc hiện đại, cần vận dụng kiến th
ức từ
nhiều lĩnh vực: cơ khí, điện, điện tử, kỹ thuật số và hơn hết là các kinh nghiệm tích
lũy được trong giảng dạy ở trường phổ thơng trung học. Mặt khác vấn đề giá thành
cũng được quan tâm sao cho thấp hơn ngoại nhập và thấp hơn sản phẩm của các
đơn vị khác. THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
12 I. Sản phẩm:
CON LẮC ĐƠN VÀ CON LẮC LỊ XO 1.
Cơng dụng:
Thiết bị này nhằm truyền đạt các kiến thức hết sức cơ bản và quan trọng
về dao động điều hồ. Kiến thức này đi xun suốt chương trịnh vật lý 12. .

– Các quả nặng hình cầu bằng nhựa, sắt,…
– Giá treo con lắc.
– Nguồn điện 12vDC.
– Cảm biến quang hồng ngoại.
3.2
Thiết kế: Thiết bị này, trước đây chưa có ở trường phổ thơng và là ước
mơ của các giáo viên vật lý tâm huyết. Gần đây, thí nghiệm này được vài
giáo viên thử chế tạo. Tuy nhiên, hạn chế ở chỗ độ trực quan thấp do kích
thước nhỏ, sai số rất lớn và hiển thị kết quả đo với kích cở rất nhỏ (đồng hồ
tay) nên hạn chế sự tham gia của học sinh vào thí nghi
ệm và bài học. Mặt
khác, việc thực hiện mất nhiều thời gian trong giờ dạy nên khó triển khai và
gần như khơng khả thi.
Đi tìm hướng giải quyết các khó khăn trên, cần giải quyết vấn đề quản
lý số chu kỳ dao động và giới hạn sai số đo thời gian ở mức 0.01 giây. Để
quản lý số chu kỳ dao động, tác giả sử dụng kỹ thuật đếm lùi quang học
trong các máy
đếm tiền kết hợp với mạch số chia 2, phần đánh dấu vị trí cân
bằng dùng cảm biến quang hồng ngoại (mắt thần). Phần đo thời gian, sử
dụng Chip thời gian với sai số thấp thiết kế thành máy đo thời gian kỹ thuật
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
13 số có thể khởi động và dừng ở hai chế độ, điều khiển tay và điều khiển xung
điện. Kết quả đo phải được duy trì lâu dài. Để ổn định và đồng bộ dao động
với máy đo thời gian, một bộ kích hoạt bằng nam châm điện được lắp đặt.
Cuối cùng liên kết tất cả lên một hệ cơ sao cho hiện tượng bắt
đầu và kết
Nam châm Cảm biến Máy đếm chu kỳ Máy đếm thời gian 4.
Áp dụng:
Chọn trước các độ dài dây treo sao cho chu kỳ dao động dễ ước lượng:
thí dụ 16cm, 25cm, 49cm, 64 cm, 81cm, 100cm,.. đánh dấu sẵn trên dây.
Thực hiện thí nghiệm con lắc đơn, đưa động tử về vị trí của nam châm
điện. đặt bộ phận đếm chu kỳ con số mong muốn, chuyển bộ đo thời gian
sang chế độ đếm .01 s và xố về zero.
Ấn nút bắt đầu, nam châm điện sẽ khởi
động q trình dao động, bộ đếm
chu kỳ sẽ tự động khởi động máy đo thời gian. Mắt thần quan sát q trình
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
14 này và báo cho bộ đếm mỗi khi động tử đi ngang vị trí cân bằng 2 lần. Bộ đếm
chu kỳ đếm lùi từ số đã định trước và dừng máy đo thời gian khi chu kỳ giảm
đến zero.
Thu thập kết quả đo theo hai cách:
Theo số chu kỳ đo từ vài chu kỳ đến vài chục chu kỳ trên một độ dài
dây treo.
Theo độ dài dây treo ở một số chu kỳ bằng nhau.
Kết quả mỗi l
ần đo được lưu trữ trực quan cho đến khi một lần đo mới
được tiến hành. Tồn bộ các thao tác thí nghiệm cho một lần đo chỉ mất

Lý do là cơ cấu mắt thần ghi nhận vị trí quả nặng theo chiều dọc chế
tạo chưa thành cơng.

Hình dụng cụ con lắc đơn
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG
AGU – ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
15
Con lắc lò xo
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG