Bài 6: Thực hành, khai thác phần mềm mô phỏng | Tin Học 9 | Chủ đề 4: Ứng dụng tin học - Lớp 9 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

(Trang 23)

   Sau bài học này em sẽ: 

• Nêu được những kiến thức đã thu nhận từ việc khai thác một vài phần mềm mô phỏng.
• Nhận biết được sự mô phỏng thế giới thực nhờ máy tính có thể giúp con người khám phá tri thức và giải quyết vấn đề.

   Phần mềm mô phỏng trình bày các hiện tượng khoa học bằng cách sử dụng hình ảnh động hay ba chiều, giúp em cảm nhận được sự vận động của các đối tượng. Bằng cách tương tác, khám phá nhiều chức năng của phần mềm mô phỏng dạng thí nghiệm ảo, em không chỉ bổ sung kiến thức về khoa học, toán học, học cách giải quyết một số vấn đề đặt ra trong công nghệ mà còn có thể phát hiện được những điều mới mẻ.

     NHIỆM VỤ 1: CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

   Yêu cầu
   - Sử dụng phần mềm mô phỏng quá trình năng lượng được chuyển hóa từ dạng này qua dạng khác.
   - Kể tên một số dạng năng lượng và nêu ví dụ về quá trình chuyển hóa giữa những dạng năng lượng đó.

   Hướng dẫn

1. Mở cửa sổ mô phỏng một số dạng năng lượng và sự chuyển hóa năng lượng
   - Khởi động trình duyệt web. Nhập https://phet.colorado.edu vào thanh địa chỉ để mở trang PhET.
   - Di chuyển đến cuối trang web, chọn ngôn ngữ hiển thị là tiêng Việt (Hình 6.1).
   - Chọn mục CÁC MÔ PHỎNG. Chọn Hóa học (Hình 6.2).
   - Nháy chuột vào biểu tượng Các dạng và sự chuyển hóa năng lượng để chọn nội dung mô phỏng (Hình 6.3). Nháy chuột vào nút play để mở cửa sổ tương tác.
   
   
   Lưu ý: Em cũng có thể truy cập trực tiếp mô phỏng "Các dạng và sự chuyển hóa năng lượng" qua đường liên kết sau: https://phet.colorado.edu/vi/simulations/energy-forms-and-changes.
   
   (Trang 24)
2. Tương tác với phần mềm
   Trong cửa sổ em có thể quan sát được sự chuyển hóa của các dạng năng lượng thông qua những biểu tượng. Em cũng có thể tương tác với ứng dụng bẳng cách chọn nguồn năng lượng, thiết bị chuyển hóa năng lượng và thiết bị tiêu thụ năng lượng (Hình 6.4).
   - Thay đổi nguồn năng lượng: người đạp xe, ánh sáng mặt trời, vòi nước chảy, ấm nước sôi (Hình 6.4).
   - Thay đổi thiết bị chuyển hóa năng lượng thành điện năng: pin mặt trời và máy phát điện.
   - Thay đổi thiết bị tiêu thụ điện: bếp điện, bóng đèn sợi đốt, bóng đèn compact, quạt điện.
3. Nêu kiến thức thu nhận được
   - Em quan sát được những dạng năng lượng nào?
   - Nêu một tình huống năng lượng được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.

     NHIỆM VỤ 2: ĐO CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN

   Yêu cầu
Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo lắp ráp mạch điện một chiều. Giải quyết vấn đề đo cường độ dòng điện đi qua một điện trở, chẳng hạn một bóng đèn.

   Hướng dẫn

1. Truy cập phần mềm mô phỏng
   - Thực hiện tương tự Nhiệm vụ 1, chọn CÁC MÔ PHỎNG. Chọn Vật lí.
   - Chọn Bộ lắp ráp mạch điện: DC-phòng thí nghiệm ảo để vào phòng thí nghiệm ảo lắp ráp mạch điện.
   
2. Vẽ mạch điện
   - Kéo các biểu tượng Pin, Đèn tròn, Ampa kế, Công tắc và Dây nối, thả vào vùng hiển thị.
   - Kết nối các thành phần của mạch điện (Hình 6.5a).
   Lưu ý: Ampa kế cần mắc nối đoạn mạch điện cần đo cường độ dòng điện và không mắc trực tiếp vào hai cực của nguồn điện (Hình 6.5b).
   
   (Trang 25)
   
   
3. Trình bày giải pháp
   Tương tác với phần mềm và nêu giải pháp đo cường độ dòng điện trên một đoạn của mạch điện bằng cách trả lời các câu hỏi sau:
   - Em cần dùng thiết bị để đo cường độ dòng điện trên mạch điện?
   - Thiết bị đó được nối song song hay nối tiếp với mạch điện cần đo?

     NHIỆM VỤ 3: TỈ LỆ VÀNG TRONG NGÔI SAO NĂM CÁNH

   Yêu cầu
   Sử dụng công cụ đo và tính toán trong phần mềm mô phỏng hình học. Khám phá tri thức về các đoạn thẳng xuất hiện trong một ngôi sao có năm cánh cách đều nhau.

   Hướng dẫn
   (Hướng dẫn sau đây sử dụng phần mềm Geometer's Sketchpad để minh họa.)

1. Truy cập phần mềm và mở tệp dữ liệu
   - Khởi động phần mềm Geometer's Sketchpad. Mở tệp TyLeVang.gsp bằng cách chọn File/Open hoặc nhấn tổ hợp phím Crt + O và chọn tệp. Tệp dữ liệu đã có sẵn dữ liệu một ngôi sao năm cánh. (Hình 6.6a). 
   - Em hãy di chuyển ngôi sao này bằng cách chọn đỉnh hoặc cạnh của nó và kéo thả chuột đến vị trí khác. Kích thước ngôi sao được điều chỉnh bằng cách kéo thả điểm P hoặc điểm Q để độ dài đoạn thẳng PQ thay đổi.
   
   
   (Trang 26)
2. Đo độ dài
   - Sử dụng công cụ chọn đối tượng để chọn đoạn thẳng AB (Hình 6.6) và chọn Measure/Length để đo độ dài đoạn AB vừa chọn.
   - Tương tự như vậy em sẽ đo được độ dài các đoạn thẳng BC, AC và AD.
3. Tính tỉ lệ
   - Mở công cụ tính bằng cách gõ tổ hợp phím ALT + = hoặc chọn Number/Calculate... (Measure/Calculate... với Geometer's Sketchpad 4.x).
   - Nhập biểu thức cần tính bằng bàn phím, bàn phím ảo hoặc sử dụng chuột để chọn các giá trị đã được đo hoặc tính trước trên màn hình (Hình 6.7).
   
   
4. Khám phá tri thức
   - Thay đổi kích thước ngôi sao bằng cách kéo thả điểm P hoặc điểm Q, em sẽ thấy số đo các đoạn AB, BC, AC, AD cũng thay đổi theo.
   - Điều đáng kinh ngạc là dù độ dài của các đoạn thẳng thay đổi nhưng tỉ lệ giữa chúng không thay đổi, luôn bằng nhau và xấp xỉ 1,62. Chính xác hơn ta sẽ có: 
   
   
   - Tỉ lệ trên có tính chất đặc biệt, được gọi là tỉ lệ vàng. Nếu một hình chữ nhật có tỉ lệ hai cạnh là tỉ lệ vàng thì sau khi cắt bỏ một hình vuông, phần còn lại là một hình chữ nhật cũng có tỉ lệ hai cạnh là tỉ lệ vàng (Hình 6.8b). Một hình chữ nhật như vậy cũng được gọi là hình chữ nhật tỉ lệ vàng.
   
   

   LUYỆN TẬP
   Em hãy nêu giải pháp đo điện áp giữa hai đầu một điện trở bằng cách sử dụng phần mềm mô phỏng.

   VẬN DỤNG
   Trong phần mềm mô phỏng, em có thể lắp ráp mạch điện gồm: nguồn điện, công tắc, điện trở, ampa kế, vôn kế. Bằng cách thay đổi trị số của các linh kiện, hãy khám phá quy luật phụ thuộc lẫn nhau giữa điện trở, cường độ dòng điện qua nó và điện áp giữa hai đầu điện trở đó.