SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM ADDESTATION DẠY HỌC CÁC BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ TRONG CHƢƠNG TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM ADDESTATION DẠY HỌC CÁC
BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ TRONG CHƢƠNG TRÌNH TRUNG HỌC
PHỔ THÔNG

LĨNH VỰC: VẬT LÝ

1


SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN
TRƢỜNG THPT TÂN KỲ 3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM ADDESTATION DẠY HỌC CÁC
BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ TRONG CHƢƠNG TRÌNH TRUNG HỌC
PHỔ THƠNG

Mơn

: Vật lý

Người thực hiện : Đậu Văn Minh
Tổ chuyên môn : Khoa học tự nhiên
Năm học

: 2021 - 2022

Số điện thoại

: 0816421678

2


PHẦN MỘT:

ĐẶT VẤN ĐỀ

I. Lý do chọn đề tài
Vật lý là mơn khoa học thực nghiệm, do đó vai trị của thí nghiệm vật lý là
rất quan trọng. Việc giáo viên tổ chức cho học sinh tiếp xúc với thí nghiệm trong
q trình học mơn vật lý là tất yếu. Đặc biệt các bài thực hành thí nghiệm vật lý
trong chương trình là bắt buộc.
Qua thực hành thí nghiệm học sinh nắm vững tri thức, biến tri thức thành
niềm tin, hình thành những năng lực thực nghiệm khoa học, kích thích hứng thú
học tập bộ mơn và bồi dưỡng những phẩm chất và năng lực cần thiết của người
lao động mới như: năng lực quan sát, tính chính xác, cẩn thận, cần cù, tiết
kiệm, hợp tác và tổ chức lao động khoa học.
Thí nghiệm là phương tiện giúp học sinh được trải nghiệm – Thơng qua thí
nghiệm địi hỏi học sinh phải làm việc tự lực hoặc hợp tác nhóm , nhờ đó có thể
phát huy vai trị cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong cơng việc của
các học sinh.
Để thí nghiệm vật lý được thành cơng thì thiết bị thí nghiệm và phương án
thí nghiệm đóng vai trị quan trọng. Kết quả thí nghiệm chính xác, kiểm chứng
lý thuyết sẽ tạo niêm tin , hứng thú học tập cho học sinh, đồng thời tạo thuận lợi
cho giáo viên trong việc sử dụng thí nghiệm vật lý và đổi mới phương pháp dạy
học phát triển phẩm chất năng lực học sinh.
Thực tế dạy học qua nhiều năm sử dụng, theo thời gian một số thiết bị đã

bộc lộ những hạn chế, gây ra lúng túng cho giáo viên và học sinh làm mất niềm
tin, hứng thú học tập thơng qua thí nghiệm . Do đó cần chọn các bộ thí nghiệm
vật lý có tính chính xác và hiện đại phù hợp với sự phát triển của khoa học công
nghệ.
Thông qua các bài thực hành, học sinh hiểu sâu sắc hơn các khái niệm và
hiện tượng Vật lí, tin tưởng vào các chân lí khoa học, quan sát được một số hiện
tượng bổ sung cho bài học, củng cố những kiến thức đã học được từ các bài
giảng lí thuyết, tập cho các em khả năng vận dụng lí luận vào thực tiễn và giải
thích được các hiện tượng Vật lí đơn giản đang xảy ra trong thế giới tự nhiên.
Tuy nhiên, để đạt được các mục đích trên thì cần phải đảm bảo được các yếu tố
như điều kiện cơ sở vật chất, kĩ năng hướng dẫn của giáo viên, thời gian, sự
chuẩn bị của giáo viên và học sinh, nhất là các thiết bị thí nghiệm đo có độ chính
xác cao và đồng bộ.
Dạy học trực tuyến, các thiết bị thí nghiệm cảm biến kết nối máy tính cho
kết quả đo nhanh đồng thời sử dụng phần mềm xử lí số liệu cho kết quả nhanh
giúp học sinh thấy rõ bản chất hiện tượng vật lý, tiếp thu bài học một cách dễ
dàng và góp phần nâng cao chất lượng dạy học.
3


Trong q trình dạy học vật lý, chúng tơi sử dụng các thiết bị thí nghiệm
hiện có ở trường, trong đó có thiết bị thí nghiệm cảm biến Addestation với mục
đích tổ chức các tiết thí nghiệm lý thú, thơng qua thí nghiệm vật lý nhằm hình
thành và phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh. Với lí do đó tơi chọn đề tài
„Sử dụng bộ thí nghiệm Addestation dạy học các bài thực hành Vật Lý trong
chương trình trung học phổ thơng‟.
II. Mục đích nghiên cứu
Nhằm nâng cao hiệu quả việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trong quá trình
dạy học vật lý ở trường trung học phổ thơng.
III. Đối tƣợng khảo sát thực nghiệm

Bộ thí nghiệm Addestation và các bộ thí nghiệm hiện có ở trường THPT.
Các bài thí nghiệm thực hành trong chương trình vật lý THPT.
Xây dựng phương án thí nghiệm và sử dụng hợp lý bộ thí nghiệm
Addestion trong q trình dạy học các bài thực hành thí nghiệm vật lý.
Phương pháp thực nghiệm và phân tích tổng hợp kinh nghiệm.
Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tổ chức hoạt động dạy và học, ghi
chép, chụp ảnh, quay phim, khảo sát kết quả học tập, rút kinh nghiệm giờ dạy,
phân tích diễn biến q trình thực nghiệm.
Điều tra phân tích thực trạng sử dụng bộ thí nghiệm Addestation trong dạy
học vật lý.
IV. Đóng góp mới của đề tài
Điều tra được thực trạng sử dụng thiết bị thí nghiệm Addestation dạy học
Vật lý ở một số trường THPT của tỉnh Nghệ An. Phân tích các nguyên nhân,
khó khăn, xây dựng phương án thí nghiệm và sử dụng hợp lý bộ thí nghiệm
Addestion dạy học các bài thực hành thí nghiệm vật lý.
V. Thời gian nghiên cứu
Từ tháng 10 năm 2021 đến tháng 3 năm 2022.

4


PHẦN HAI:

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I. Thực trạng sử dụng bộ thí nghiệm Addestation dạy học các bài thực
hành trong chƣơng trình vật lí trung học phổ thơng.
Trong chương trình vật lí trung học phổ thơng hiện hành có 9 bài thí
nghiệm thực hành: Phần cơ học gồm có thí nghiệm khảo sát chuyển động rơi tự
do, xác định gia tốc rơi tự do; xác định hệ số ma sát trượt; khảo sát các định luật

dao động của con lắc đơn. Thí nghiệm điện gồm: xác định suất điện động và
điện trở trong của pin điện hóa; khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Đi ốt bán dẫn và
đặc tính khuếch đại của Tranzito; khảo sát mạch điện xoay chiều RLC. Thí
nghiệm quang học gồm: xác định tiêu cự của thấu kính phân kỳ; xác định bước
sóng ánh sáng. Phần nhiệt học có thí nghiệm xác định hệ số căng bề mặt chất
lỏng.
Để tìm hiểu thực trạng sử dụng bộ thí nghiệm Addestation tôi đã tiến hành
khảo sát bằng phiếu đối với 30 giáo viên dạy môn vật lý ở trường THPT ở một
số trường THPT ở tỉnh Nghệ An .
Sau khi thu thập, phân tích, tổng hợp qua các phiếu điều tra cho kết quả
như sau:
I.1.Thống kê về mức độ sử dụng bộ thí nghiệm Addestation có kết nối máy
tính trong dạy học vật lý THPT.

17%
sử dụng thường xuyên

57%

27%

Ít sử dụng
Chưa sử dụng

Biểu đồ thống kê mức độ sử dụng bộ thí nghiệm Addestation dạy học vật lý.

5


I.2.Thống kê về sự cần thiết sử dụng thiết bị thí nghiệm Addestation có kết

nối máy tính trong dạy học vật lý THPT.

17%

30%
Rất cần thiết
Cần thiết

53%

Không cần thiết

Biểu đồ thống kê sự cần thiết sử dụng thiết bị thí nghiệm có kết nối máy tính
I.3. Ngun nhân và khó khăn của thực trạng sử dụng bộ thí nghiệm
Addestation dạy học vật lí trung học phổ thơng.
Mặc dù vật lí là môn khoa học thực nghiệm tuy nhiên việc sử dụng thiết bị
thí nghiệm hiện đại có kết nối máy tính trong dạy học vật lý lại ít giáo viên sử
dụng là do việc dạy học thí nghiệm vật lí khơng thành cơng, kết quả thí nghiệm
thiếu thuyết phục đối với học sinh, nên giáo viên có tâm lí e ngại sử dụng sử
dụng thí nghiệm trong dạy học.
Giáo viên sử dụng chưa thành thạo thiết bị thí nghiệm hiện đại có kết nối
máy tính, tốn nhiều thời gian chuẩn bị thí nghiệm, nên giáo viên ngại khơng tiến
hành được các thí nghiệm.
Sĩ số lớp học đơng học sinh, số lượng thiết bị thí nghiệm khơng đủ cho các
nhóm học sinh thí nghiệm; giáo viên khơng bao qt và trợ giúp hết các nhóm
học sinh thí nghiệm dẫn đến khơng hồn thành đúng kế hoạch bài dạy, nên giáo
viên ít lựa chọn các thí nghiệm.
Thiếu tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị thí nghiệm; hình thức kiểm tra và
thi cũng là một rào cản giáo viên tìm tịi, sáng tạo trong việc sử dụng thiết bị thí
nghiệm.

Trên có sở phân tích ngun nhân và khó khăn đã đề cập ở trên chúng tơi
thấy việc sử dụng bộ bí nghiệm Addestation có kết nối máy tính là cần thiết và
cần có tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị thí nghiệm để khi sử dụng thí nghiệm
có kết quả thuyết phục, rút ngắn thời gian thí nghiệm và xử lí số liệu nhằm khắc
phục những khó khăn nêu trên.
6


Việc sử dụng các các thiết bị thí nghiệm truyền thống - khơng ghép nối với
máy vi tính và việc sử dụng các thí nghiệm có ghép nối với máy vi tính cùng có
chung tiến trình như sau:
- Tiến hành thí nghiệm để có thể quan sát được hiện tượng, q trình vật lí
cần nghiên cứu.
- Thu thập số liệu đo; xử lí số liệu đo và trình bày kết quả thí nghiệm. Từ
các kết quả xử lí đó, tìm ra hay chứng tỏ sự tồn tại các mối quan hệ có tính qui
luật trong hiện tượng, q trình đang nghiên cứu.
Cùng có một tiến trình như nhau, song thiết bị thí nghiệm kỹ thuật số có thể
ghép nối với máy vi tính có sự hỗ trợ của phần mềm, nhiều cơng việc được hồn
thành tự động theo một chương trình đã định sẵn, vì thế giảm được đáng kế thời
gian thu thập và xử lí số liệu nên cho kết quả thí nghiệm nhanh hơn.
Khâu thu thập số liệu đo là khâu hết sức quan trọng trong thực nghiệm.
Trong mỗi lần thí nghiệm thường phải đo từ 2 đại lượng trở lên và lại phải đo
nhiều giá trị khác nhau. Rồi cùng một thí nghiệm lại phải tiến hành nhiều lần, đo
nhiều lần. Từ các số liệu đó nếu xử lí số liệu khơng có sự hỗ trợ của máy tính và
các phần mềm hỗ trợ thì thời gian, cơng sức thu thập số liệu, xử lí số liệu là rất
đáng kể và ở nhiều thí nghiệm cơng việc này là khó khăn đối với giáo viên và
học sinh .
Thí nghiệm có kết nối với máy vi tính, 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 do giáo viên hay học sinh lựa chọn. Cịn

các phép tính tốn cụ thể 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 tốn, các biểu bảng
cũng như các đồ thị này cũng được hiển thị ngay trên màn hình máy vi tính .
Q trình tính tốn, lập biểu bảng hay vẽ đồ thị này máy vi tính chỉ làm trong
trong vài giây tới một vài phút. Kết quả hiển thị trên màn hình là hồn tồn
chính xác và rất khoa học, đẹp đẽ. Cịn trong thí nghiệm không được kết nối và
hỗ trợ của máy vi tính việc lập biểu bảng, tính tốn hay vẽ đồ thị trong quá t nh
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 khơng có hỗ trợ của máy vi tính:
Trong thí nghiệm xác định suất điện động và điện trở trong của Pin điện
hóa. Thí nghiệm khơng có kết nối máy vi tính sau khi thu thập số liệu về hiệu
điện thế và cường độ dịng điện thì việc vẽ đồ thị để tìm mỗi quan hệ giữa cường
độ dòng điện và hiệu điện thế mất rất nhiều thời gian. Cịn thí nghiệm có kết nối
máy tính Addestation sau khi thực hiện xong phép đo chỉ việc ấn vào biểu tượng
7


vẽ đồ thị là đồ thị được hiển thị trên màn hình và lựa chọn phương pháp hồi quy
tuyến tính là hiển thị luôn mỗi quan hệ giữa cường độ dịng điện và hiệu điện
thế.
Thí nghiệm khảo sát các định luật con lắc đơn, học sinh và giáo viên mất
rất nhiều thời gian để vẽ các đồ thị về mỗi quan hệ giữa chu kỳ, bình phương
của chu kỳ với chiều dài con lắc đơn. Cịn thí nghiệm Addestation có kết nối
máy tính và hỗ trợ của phần mềm thì việc vẽ đồ thị chỉ mất vài chục giây. Đồ thị
có thể phóng to thu nhỏ và có thể hiển thị nhiều đồ thị trên màn hình để học sinh
quan sát.
Việc sử dụng thí nghiệm có kết nối với máy vi tính và có hộ trợ của phần

mềm kết hợp với các phương tiện dạy học khơng có kết nối với máy vi tính
trong dạy học thí nghiệm thực hành vật lí trong chương trình vật lí phổ thơng có
ý nghĩa rất quan trọng; một mặt phát huy được tính ưu việt của thí nghiệm kết
nối với máy vi tính như kể trên, mặt khác đảm bảo rèn luyện các kĩ năng và
phương pháp đo lường, tính tốn đối với các đại lượng cơ bản của vật lí.
Ở trường trung học phổ thơng hiện nay có các thí nghiệm khơng có kết nối
máy vi tính và bộ thí nghiệm Addestation có kết nối máy vi tính và phần mềm
hỗ trợ; giáo viên và học sinh cần từng bước tiếp cận với các thí nghiệm có ghép
nối với máy vi tính bên cạnh các thí nghiệm với các thiết bị đo và cách xử lí số
liệu truyền thống để nâng cao hiệu quả dạy học.
II. Cơ sở lý thuyết sử dụng bộ thí nghiệm Addestation dạy các bài thí
nghiệm thực hành trong chƣơng trình vật lý THPT.
II.1. Bộ thí nghiệm Adestation
Bộ thí nghiệm Addestation gồm các cảm biến và thiết bị thu thập và xử lí
tín hiệu cầm tay aMixer MGA cùng với phần mềm Addestation MGA có thể kết
nối máy tính. Phần mềm Addestation MGA là phần mềm dùng cho các thí
nghiệm vật lý hoạt động nhờ lấy các tín hiệu từ bộ cảm biến đưa vào aMixer
MGA có thể kết nối máy vi tính. Sau đó xử lí và biểu diễn số liệu dưới nhiều
dạng khác nhau như: bảng số liệu, đồ thị, biểu đồ… phụ thuộc vào ý đồ của
người sử dụng.
II.2. Khảo sát chuyển động rơi tự do. Xác định gia tốc rơi tự do.
Thí nghiệm sử dụng cổng quang điện kết nối với
aMixer MGA thu thập thời gian chuyển động của
thước nhựa, hiển thị bằng đồ thị từ đó tính được vận
tốc của các dải đen trên thước nhựa tại các thời điểm
khác nhau.
Cổng quang điện hoạt động dựa trên việc
phát và thu tia hồng ngoại giữa đầu phát và đầu thu.
Trong trường hợp khơng có vật cản đường truyền
tia hồng ngoại giữa đầu phát và đầu thu, đầu thu sẽ

Hình 2.1
8


nhận đầy đủ tín hiệu và cổng quang điện sẽ sinh ra một điện áp 5V. Nếu có vật
nào đó ở giữa đầu phát và đầu thu, tia hồng ngoại sẽ bị chặn và cổng quang
điện sẽ không sinh điện áp – Hình 2.1.
Một thước nhựa có bảy dải đen, độ rộng
mỗi dải đen là
rơi tự do qua cổng quang điện
Thước nhựa
– Hình 2.2, khi dải đen chắn tín hiệu giữa đầu
phát và đầu thu thì cổng quang điện khơng sinh
ra điện áp, qua thiết bị xử lý tín hiệu aMixer
MGA và phần mềm Addestation MGA hiển thị
đồ thị là những vùng trũng – Hình 2.3, từ đồ thị
Cổng quang
xác định thời gian của vùng trũng 1 là t1; tính
điện
vận tốc V1 =
Trụ thép
Tương tự xác định thời gian của vùng trũng 7 là
t7; tính vận tốc V7 =
Đồng thời aMixer MGA thu thập thời điểm đầu
t1 mà dải đen đầu tiên đi qua và thời điểm t7 là
dải đen thứ bảy đi qua cổng quang điện.Từ đó
tính được gia tốc rơi tự do: g =
.

Vùng trũng 1

t1 +

Miếng xốp

aMixer MGA

Đế trụ

Hình 2.2

Vùng trũng 7

t7

+

Hình 2.3
9


II.3. Đo hệ số ma sát trƣợt
Cơ sở của thí nghiệm là dùng cảm biến
chuyển động để thu thập thời gian và tọa độ
chuyển động của vật trượt trên mặt phẳng
nghiêng một góc α, qua thiết bị xử lý tín
hiệu aMixer MGA để vẽ đồ thị tọa độ thời
gian – Hình 2.4. Từ đồ thị xác định thời
gian t và quãng đường S của một vật trượt
không vận tốc ban đầu trên mặt phẳng

nghiêng rồi tính gia tốc a =
và tính hệ số
ma sát trượt
= tanα -

Hình 2. 4

Cảm biến chuyển động
Đây là loại cảm biến sử dụng sóng siêu âm được phát ra trong một phạm vi
không gian nhất định để giám sát và theo dõi sự chuyển động của bất kì vật thể
nào trong phạm vi đó.
Thơng qua phản xạ của sóng âm, cảm biến này sẽ phát hiện và tính tốn sự
chuyển động của vật thể trong mơi trường ấy một cách chính xác nhất.
Ngun lý hoạt động của thiết bị cảm biến chuyển động như sau:
Cảm biến siêu âm với cấu tạo chứa đầu dò điện âm và mơ-đun điện tử sẽ sử
dụng đầu dị điện âm, cảm biến đo mức truyền một loạt các xung siêu âm lan ra
bề mặt. Hay nói cách khác đó là bản thân cảm biến sẽ phát ra sóng liên tục với
tốc độ của sóng siêu âm. Khi sóng siêu âm tiếp xúc với các vật cản thì sẽ phát
tính hiệu xung truyền về cảm biến siêu âm - Hình 2.5. Sau đó, cảm biến sẽ phân
tích và chuyển đổi thành tín hiệu analog để biết được khoảng cách từ vật cản
đến cảm biến là bao nhiêu. Do đó chúng ta có thể đo được khoảng cách từ cảm
biến đến vật cản.

Hình 2.5
10


II.4. Xác định hệ số căng mặt ngồi của
chất lỏng
Thí nghiệm sử dụng cảm biến lực để đo

trọng lực P của vịng nhơm và hợp lực F của
trọng lực và lực căng bề mặt chất lỏng – Hình
2.6.

Cảm biến lực

Treo vịng nhơm vào cảm biến lực, để đo
trọng lực P của vịng nhơm. Điều chỉnh vịng
nhơm vừa chạm bề mặt chất lỏng trong cốc thì
cảm biến lực đo được lực tổng hợp F = Fc + P
của lực căng và trọng lực. Tính lực căng bề mặt
chất lỏng: FC = F – P
Dùng thước kẹp đo đường kính trong d và
đường kính ngồi D của vịng nhơm, rồi tính hệ
số căng mặt ngồi của chất lỏng.
(

Hình 2.6

)

II. 5. Xác định suất điện động và điện trở trong của Pin
Biểu thức hiệu điện thế mạch ngồi trong một mạch điện kín UN = E – Ir
muốn xác định suất điện động E và điện trở trong r thì thiết lập mạch điện trên
bảng điện aMatrix như hình 2.7. Kẹp 2 đầu cảm biến dòng điện và cảm biến
điện thế vào mạch (đầu đỏ kẹp vào chiều “+”, đầu đen kẹp vào chiều “-”). Cảm
biến điện thế và cảm biến dòng điện đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện.
Thay đổi điện áp bằng cách điều chỉnh biến trở và đo điện áp và cường độ dòng
điện nhiều lần và ghi vào bảng số liệu.
Sử dụng phần mềm Addestation vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu

điện thế và cường độ dịng điện, hồi quy tuyến tính được phương trình dạng y =
b - ax, so sánh với biểu thức hiệu điện thế mạch ngoài ở trên xác định được điện
trở trong r = a và suất điện động của Pin E = b.

Hình 2.7
11


II.6. Khảo sát đặc tính chỉnh lƣu của đi ốt bán dẫn
Thiết lập mạch điện như hình dưới trên bảng điện aMatrix – hình 2.8. Kẹp
2 đầu cảm biến dịng điện và cảm biến điện thế vào mạch (đầu đỏ kẹp vào chiều
“+”, đầu đen kẹp vào chiều “-”) để đo điện áp và dịng điện phân cực thuận. Sau
đó đổi cực của Điốt và đo điện áp và dòng điện phân cực ngược.

Hình 2.8
Sử dụng phần mềm Addestation vẽ đồ thị biểu diễn mỗi quan hệ giữa hiệu
điện thế và cường độ dòng điện.
II.7. Khảo sát dao động của con lắc đơn
Thí nghiệm này sử dụng cảm biến chuyển động quay kết nối với aMixer
MGA – Hình 2.9a, để ghi và hiển thị đồ thị tọa độ dao động của con lắc đơn
theo thời gian. Sử dụng phần mềm Addestation để xác định thời gian t của n
dao động của con lắc đơn bằng cách xác định độ lệch thời gian của n dao động –
Hình 2.9b. Xác định chu kỳ dao động T = .

Hình 2.9a
Hình 2.9b

12

Đo chu kỳ của nhiều con lắc đơn có chiều dài, khối lượng khác nhau và
kích thích dao động với biên độ khác nhau để khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu
tố chiều dài, khối lượng và biên độ dao động của con lắc đơn tới chu kì dao
động của con lắc đơn. Ghi tệp thí nghiệm bằng cách ấn vào biểu tượng
Dùng phần mềm Addestation vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T vào l
và đồ thị phụ thuộc của T2 vào l và phương pháp hồi quy tuyến tính tìm hệ số tỉ
lệ của của T2 với l.
Từ đồ thị nhận xét, kết luận về sự ảnh hưởng của chiều dài, khối lượng và
biên độ dao động của con lắc đơn đối với chu kỳ dao động.
II.8. Khảo sát mạch điện RLC mắc nối tiếp
Thiết lập mạch điện trên aMatrix như hình 2.10. Dùng cảm biến điện thế
kết nối aMixer MGA ghi đồ thị biến thiên của điện áp xoay chiều theo thời gian.
Sử dụng phần mềm Addestation xác định hiệu điện thế xoay chiều UR; UL; UC;
hai đầu các đoạn mạch R, L, C – Hình 2.11.

Hình 2.10

Hình 2.11
Biết tần số dịng điện f và điện trở R, xác định được
độ tự cảm L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện
=
=

L=
C=

III. Phƣơng án sử dụng bộ thí nghiệm
Addestation dạy học các bài thực hành trong chƣơng
trình vật lý THPT.
III.1. Thực hành khảo sát chuyển động rơi tự do.

Xác định gia tốc rơi tự do.

Hình 3.1
13


III.1.1. Mục đích
+ Đo vận tốc của thước nhựa có các dải đen tại các thời điểm khác nhau.
+ Xác định gia tốc rơi tự do tại nơi thí nghiệm.
III.1.2. Dụng cụ thí nghiệm
1 aMixer MGA
1 cổng quang điện
1 thước nhựa (có 7 dải đen, mỗi dải rộng 0,02m)
1 trụ đỡ với kẹp
1 miếng xốp
III.1.3.Tiến hành thí nghiệm
1. Bật cơng tắc bên hơng aMixer MGA – Hình 3.1
2. Cắm cổng quang điện vào kênh 1 của
MGA – Hình 3.2.
3. Đặt trụ đỡ lên bàn. Kẹp cổng quang điện
vào trụ đỡ và điều chỉnh độ cao của nó
sao cho ở vị trí thấp nhất có thể. Đảm bảo
cổng quang điện song song với mặt bàn.

Hình 3.2

4. Đặt miếng xốp trên sàn và ngay dưới cổng
quang điện.
5. Ấn nút

trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu.

6. Giữ thước nhựa thẳng đứng và đặt nó tại
vị trí sao cho vạch đen thấp nhất trên
thước nhựa nằm ngay bên trên cổng
quang điện như hình 3.3.
7. Thả tay để thước nhựa rơi qua cổng quang
điện.
8. Khi thước nhựa chạm sàn, ấn nút
để ngừng
thu thập dữ liệu. Sẽ thu được đồ thị có dạng đường thẳng
đứng như hình 3.4a.

Hình 3.3

14


Vùng trũng

Hình 3.4a
9. Nhấn vào biểu tượng

Hình 3. 4b
và nhấn vào giữa đồ thị để phóng to.

Màn hình sẽ hiển thị 7 vùng trũng như hình 3.4b
10. Nhấn vào biểu tượng
, sau đó nhấn chọn cạnh đi xuống của
vùng trũng 1. Một dấu “+” sẽ xuất hiện. Giá trị x cho biết thời điểm bắt đầu

xuất hiện vùng trũng 1.
11. Tiếp tục nhấn chọn vào
cạnh đi lên của vùng trũng 1. Một
dấu “+” khác sẽ xuất hiện. Sử dụng
các nút mũi tên trên MGA để di
chuyển dấu “+” tới điểm mong
muốn – Hình 3.5. Giá trị x cho biết
thời điểm kết thúc vùng trũng.

+
Cạnh đi xuống

+
Cạnh đi lên

Hình

12. Màn hình xuất hiện 2
số liệu ở góc trên bên trái. Lưu ý
số liệu thứ 1 “Độ lệch thời gian”
cho biết khoảng thời gian từ lúc bắt
đầu và kết thúc của vùng trũng 1.
Ghi tệp thí nghiệm bằng cách ấn
vào biểu tượng .

Hình 3.5
13. Nhấn vào điểm bất kỳ
trên đồ thị. Màn hình sẽ xuất hiện dịng số liệu “Thời điểm trung bình” cho
biết thời điểm trung bình giữa lúc bắt đầu và kết thúc của vùng trũng 1. Ghi
lại giá trị này vào bảng 3.1.

14. Làm tương tự các bước 11 – 13 với vùng trũng 2 đến 7. Ghi lại các số
liệu thu được vào bảng 3.1.
15. Tắt MGA và cất giữ các dụng cụ.
III.1.4. Kết quả thí nghiệm
15


Đo vận tốc các dải đen trên thƣớc nhựa rơi tự do
Đồ thị trên aMixer MGA sau
khi phóng to như hình 3.6. Nhấn vào
biểu tượng
sau đó nhấn chọn
cạnh đi xuống của các vùng trũng
từ 1 đến 7 và ghi số liệu về khoảng
thời gian xuất hiện vùng trũng và thời
điểm xuất hiện vùng trũng và tính vận
tốc của dải đen trên thước nhựa có độ
rộng 0,02m kết quả thể hiện ở bảng
3.1.
Hình 3.6

Bảng 3.1
Biết độ rộng của mỗi dải đen trên thước nhựa là
Vùng trũng

= 0.02m

Khoảng thời
Thời điểm
gian xuất hiện(s) xuất hiện(s)

Vận tốc của

Vùng trũng 1

0,01931

0,833

1,036

Vùng trũng 2

0,01448

1,001

1,243

Vùng trũng 3

0,01180

1,030

1,553

Vùng trũng 4

0,01073

1,053

1,864

Vùng trũng 5

0,00912

1,075

2,070

Vùng trũng 6

0,00858

1,093

2,331

Vùng trũng 7

0,00805

0,980

2,484

dải đen (m/s)

16


Hình 3.7a - Thời gian vùng trũng 1

Hình 3.7b – Thời gian vùng trũng 7
17


Sự xuất hiện bảy vùng trũng là do bảy dải đen trên thước chắn tín hiệu thu
và phát của cổng quang điện, cổng quang điện không sinh điện áp.
Biết độ rộng của mỗi dải đen trên thước nhựa là 0.02m. Dựa vào số liệu thu
được ở bảng 3.1, tính vận tốc của dải đen (làm tròn đến phần thập phân thứ 3) và
ghi lại kết quả vào bảng 3.1. Từ kết quả bảng 3.1 ta thấy vận tốc của thước tăng
đều chứng tỏ rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều.Tính gia tốc rơi tự do g
dựa trên cơng thức: g =
=
= 9,850 m/s2
Trong đó, v1 và v7 là vận tốc của dải đen 1 và 7; t1 và t7 là thời điểm xuất
hiện của vùng trũng 1 và 7.
Đo gia tốc rơi tự do g
Từ đồ thị xác định khoảng thời gian xuất hiện và thời điểm xuất hiện vùng
trũng 1 và 7 tính gia tốc rơi tự do ghi ở bảng 3.2.
Hình 3.7a và 3.7b và hình 3.8a, 3.8b là kết quả thí nghiệm lần 1 và lần 5.
Bảng 3.2
Biết độ rộng của mỗi dải đen trên thước nhựa là
Lần thí
nghiệm

1

2

3

4

5

= 0.02m

Vùng
trũng

Khoảng

Thời
thời gian điểm
xuất
xuất
hiện(s)
hiện(s)

Vận
tốc của

Gia tốc
rơi tự
dải đen do g2

(m/s) (m/s )

(m/s2)

1

0,01931

0,833

1,036

9,850

0,288

7

0,00805

0,980

2,484

1

0,01897

0,781

1,054

9,584

0,554

7

0,00821

0,942

2,436

1

0,01932

1,342

1,035

10,321

0,183

7

0,00827

1,476

2,418

1

0,01985

0,852

1,008

10,286

0,148

7

0,00831

0,988

2,407

1

0,01931

0,852

1,036

10,647

0,509

7

0,00805

0,988

2,484
10,138

0,336

Giá trị trung bình

18


Hình 3.8a – Thí nghiệm lần 5

Hình 3.8b – Thí nghiệm lần 5

Giá trị trung bình của gia tốc rơi tự do:
̅

= 10,138 m/s2

19


Sai số tuyệt đối trung bình :
̅̅̅̅ =

̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅

Gia tốc rơi tự do g = ̅

= 0,336 m/s2

̅̅̅̅ = (10,138

0,336) m/s2

III.1.5. Nhận xét và kết luận: Thí nghiệm Addestation sử dụng vật rơi là
thước nhựa mỏng phẳng, để sức cản khơng khí là khơng đáng kể thì phải rơi
thước thẳng đứng và quá trình rơi thước đi giữa đầu phát và đầu thu của cổng
quang điện.
III.2. Thực hành xác định hệ số ma sát trƣợt
III.2.1. Mục đích
+ Nghiên cứu về tác động của lực ma sát lên vật chuyển động trên mặt
phẳng nghiêng.
+ Biết cách đo và tổng hợp kết quả đo hệ số ma sát trượt.
III.2.2. Dụng cụ thí nghiệm
1 aMixer MGA
1 cảm biến chuyển động
1 bộ thí nghiệm cơ học – động lực học
III.2.3. Tiến hành thí nghiệm

1. Bật cơng tắc bên hơng aMixer MGA.
2. Lắp cảm biến chuyển động lên giá và sắp xếp như hình 3.9
Cảm biến chuyển động

Khớp nối
Thước đo góc

Giá thí nghiệm

Trụ thép

Mẫu vật trượt
aMixer MGA

Đế trụ

Hình 3.9
3. Cắm cảm biến chuyển động vào kênh 1 của MGA.
20


4. Màn hình sẽ xuất hiện bảng cho phép lựa chọn thang đo của cảm
biến. Nhấn vào biểu tượng
và chọn “Cảm biến chuyển động (0.151.6m)”.
5. Gạt công tắc bên hông cảm biến chuyển động xuống nấc 1.6m.
6. Đặt vật trượt lên giá và thả ở vị trí cách mắt cảm biến lớn hơn 15cm, sau
đó ấn nút
trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu.
7. Khi vật trượt ngừng chuyển động nhấn vào biểu tượng
q trình đo.

để dừng

8. Phóng to đồ thị và phân tích kết quả đo.
9. Tắt MGA và cất giữ các dụng cụ.
III.2.4.Kết quả đo đƣợc
Đồ thị quãng đường và thời gian hiển thị trên aMixer MGA như hình 3.10

21


Hình 3.10

22


Từ kết quả thí nghiệm hình 3.10 xác định qng đường S là độ lệch biên
độ, thời gian chuyển động là độ lệch thời gian. Tính gia tốc a, hệ số ma sát trượt
ghi ở bảng 3.3.
Bảng 3.3
α = 200
Lần đo

S(m)

t (s)

a (m/s2)

Lần 1

0,321

0,572

1,962

0,151

0,002

Lần 2

0,325

0,572

1,987

0,148

0,005

Lần 3

0,328

0,587

1,904

0,157

0,004

Lần 4

0,345

0,615

1,824

0,166

0,013

Lần 5

0,339

0,579

2,022

0,145

0,008

̅̅̅ = 0,153

Giá trị trung bình
Hệ số ma sát trượt : μt = ̅̅̅

μt = tanα -

̅̅̅̅ = 0,153

μt

̅̅̅̅̅ =0,006

0,006

III.2.5.Nhận xét và kết luận: Cảm biến chuyển động rất nhạy, để đồ thị
trơn thì giá thí nghiệm phải lau sạch, vật trượt có bề mặt trượt và bề mặt hướng
vào mắt cảm biến chuyển động phải phẳng và sạch, để đảm bảo vật trượt nhanh
dần đều. Nếu vật trượt gồ ghề thì đồ thị ra hình răng cưa.
III.3. Thực hành xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng
III.3.1.Mục đích
Khảo sát hiện tượng căng bề mặt chất lỏng.
Đo hệ số căng bề mặt chất lỏng.
III.3.2. Dụng cụ
1 aMixer MGA
1 cảm biến Lực
1 Giá đỡ – Cốc thủy tinh
1 Vịng nhơm có dây treo
1 thước kẹp
1 xi ranh 20cc
III.3.3. Tiến hành thí nghiệm

1. Khởi động MGA bằng cách gạt công tắc On/Off bên hông aMixer MGA.
2. Treo cảm biến lực vào giá đỡ như hình 3.11.
23


3. Kết nối cảm biến lực với
thiết bị MGA.
4. Treo vịng nhơm vào cảm
biến lực.

Hình 3.11
5. Nhấn vào biểu tượng

để chuyển dạng hiển thị sang dạng đồng hồ

kim.
6. Nhấn vào biểu tượng
để bắt đầu quá trình đo trọng lượng P của
vịng nhơm. Ta thu được kết quả hiển thị trên màn hình MGA.
7. Điều chỉnh để vịng nhơm chạm mặt nước, nếu nước ngập vịng nhơm
nhiều thì dùng xi ranh 20cc để hút bớt nước trong sao cho vịng nhơm vừa chạm
mặt nước .
8. Nhấn vào biểu tượng

để bắt đầu quá trình đo lực tổng hợp F

9. Nhấn vào biểu tượng

để kết thúc quá trình đo.

10. Tắt MGA và cất giữ dụng cụ.
III.3.4. Kết quả đo đƣợc
Dùng thước kẹp - Panme có độ chia nhỏ nhất là 0,05 mm đo đường kính
ngồi và đường kính trong của vịng nhơm kết quả ở bảng 3.4
Bảng 3.4
Lần đo

D (mm)

1

50,45

0,02

49,50

0,05

2

50,50

0,03

49,60

0,05

3

50,45

0,02

49,60

0,05

4

50,45

0,02

49,55

0,00

5

50,50

0,03

49,50

0,05

Giá trị trung bình

50,47

0,024

49,55

0,04

(mm)

d(mm)

d (mm)

24


Hình 3.12a và 3.12b là kết quả đo trọng lực vịng nhơm và lực tổng hợp
của trọng lực P và lực căng bề mặt chất lỏng F.

Hình 3.12a – Đo trọng lực của vịng nhơm

Hình 3.12b – Đo lực tổng hợp F
Kết quả đo trọng lực P của vịng nhơm và lực tổng hợp F của trọng lực P và
lực căng bề mặt chất lỏng FC ghi ở bảng 3.5

25