Luận văn Hướng dẫn sử dụng phần mềm Interactive Physics (IP) thiết kế thí nghiệm ảo Vật lý

Luận văn tốt nghiệp

CHƯƠNG I: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM INTERACTIVE
PHYSICS (IP) ĐỂ THIẾT KẾ MỘT SỐ THÍ NGHIỆM THUỘC CHƯƠNG
TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG
I. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS
1. Giới thiệu chung
Interactive physics (ip) là phần mềm mô phỏng động học, động lực học vật rắn
trong không gian hai chiều, ip là phần mềm của “design simulation technologies”.
Đây là một phần mềm cho phép tương tác với người làm thí nghiệm, phần mềm
cung cấp đầy đủ những công cụ cần thiết để thiết kế một bài thí nghiệm vật lí và
dựa trên những thanh công cụ có sẵn, người làm thí nghiệm có thể tương tác vào
đó để tạo ra những công cụ cần thiết cho bài thí nghiệm của mình.
Interactive là một phần mềm phổ biến, có nhiều phiên bản hiện nay.

2. Hướng dẫn cài đặt
Các bước cài đặt Interactive Physics 2005
B1: Cho đĩa CD IP vào ổ CD-Room của máy tính, chạy file ipdemo.exe
để cài đặt và làm theo hướng dẫn.
B2: Xuất hiện hộp thoại “Welcome to the Interactive Physics Setup
Wizard”, chọn “Next”
B3: Khi đến hộp thoại (hình bên),
Chọn “SI units (e.g, km, kg, N), bấm “Next”
để tiếp tục cài đặt.

B4: Khi Hộp thoại Choose Folder
xuất hiện thư mục nơi sẽ cài đặt phần mềm
vào đó. Mặc định là C:\Program Files\Interactive Physics. Nếu không
muốn thay đổi thì bấm OK để tiếp tục.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:

Luận văn tốt nghiệp

B5. Quá trình cài đặt diễn ra.
3. Cách khởi động phần mềm Interactive Physics 2005

Cách 1: Nhấp chuột vào biểu tượng
Cách

2:

Từ

Start

menu:

chọn

trên màn hình Desktop
Start/Programs/interactivephysics2005/

interactivephysics2005
4. Sơ lượt phần mềm Interactive Physics 2005
a. Giao diện phần mềm

b. Các phần chính của InteractivePhysics2005
Các thanh công cụ cung cấp các đối tượng để xây dựng mô hình thí nghiệm
và lệnh thực hiện mô phỏng gồm có:

- Công cụ Body - Points - Joints - Constraint - Simple (thể hiện thanh
Toolbar đơn giản): Body là các đối tượng có dạng tròn, vuông, chữ nhật, đa giác,
hình cong dùng để làm mô hình, hoặc có thể kết hợp chúng lại để tạo hình theo
yêu cầu của hiện tượng khi đó ta liên kết chúng bằng các công cụ như joints, rigid
joint... Với công cụ Joint giúp liên kết các loại khớp như khớp bản lề, khớp trượt,
khớp cứng…, công cụ Point giúp đặt các điểm lên đối tượng để tạo thành khớp
nối với đối tượng khác, vẽ đường dẫn,…
Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

- Công cụ Joint-Split: để tạo và phá liên kết

các

đối tượng với nhau.

- Run Control: Gồm ba nút điều khiển Run,
và Reset. Nhấn nút Run để bắt đầu mô phỏng,
để tạm dừng và Reset

Stop
Thanh Toolbar đơn giản

Stop

để đưa về trạng thái đầu tiên.

- Công cụ edit: Gồm các nút chọn đối tượng, xoay đối tượng, nhập chữ,

phóng to, thu nhỏ…
- Hệ thống Menu: hệ thống menu của Interactive Physics2005 được
mô tả như hình vẽ, với chức năng từng hệ thống menu như sau

+ File: chứa các thao tác với các tệp tin như các ứng dụng Windows
thông thường như mở, lưu, xuất tập tin,…
+ Edit: cho phép sao chép, dán, cắt đối tượng.
+ World: xác lập môi trường mô phỏng như gia tốc trọng trường, sức
cản không khí, độ chính xác…
+ View: các cách hiển thị vật thể (lưới, màu nền…), đơn vị đo…
+ Object: cách tương tác của các đối tượng, thứ tự trước sau của các đối
tượng, font đối với đối tượng chữ…
+ Define: hiện hoặc ẩn các véc tơ (vận tốc, gia tốc…) trên đối tượng, các
nút tùy chỉnh,…

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

+ Measure: hiển thị kết quả mô phỏng của từng đối tượng…
+ Script: tạo lệnh điều khiển.
+ Windows: hiển thị thuộc tính của đối tượng, hình dáng đối tượng…
+ Help: trợ giúp.
II. HƯỚNG DẪN CÁC THAO TÁC CƠ BẢN KHI SỬ DỤNG PHẦN MỀM
INTERACTIVE PHYSICS2005
Để tiến hình mô phỏng thí nghiệm trong
Interactive Physics2005 trước tiên ta phải
thực hiện các thao tác sau:
1. Tạo môi trường Worldspace

- Từ “menu World” vào “Gravity” để chọn
giá trị độ lớn, chiều của trọng lực
- Từ “menu View” vào “Workspace” để

Hình 1: Xác lập gia tốc trọng
trường

thiết lập không gian thiết kế như hiển thị
(hoặc ẩn) đi thước “Ruler”, ô lưới “Grid
lines”, trục tọa độ “X,Y Axes”, cách thanh
công cụ “Toolbars” bằng cách chọn
(hoặc bỏ chọn) vào các ô check tương
ứng
- Cũng từ “menuView” vào “numbers
and units” để thiết lập đơn vị, có thể
chọn hệ đơn vị ở mục “unit System”. Ở

Hình 2: Thiết lập không
gian thiết kế

chế độ mặc định thì các đơn vị thuộc hệ
SI, tùy các thiết kế mô phỏng hoặc mục
đích thì có chọn lại các đơn vị trong
“more choice”. Sau khi thiết lập bấm
“Ok” để chấp nhận

Giảng viên hướng dẫn: ThS:

Hình 3: Thiết lập các đơn vị
đo

Luận văn tốt nghiệp

- Từ “menu World” chọn “Accuracy” để xác lập độ chính xác của mô phỏng.
Trong hộp thoại “Simulation Accuracy” hãy thay đổi thông số trong “Animation
Step”.. Muốn thay đổi các thông số khác thì bấm vào nút “more choice”. Thiết lập
xong thì bấm “Ok” để đồng ý.
2. Thiết lập đối tượng thí nghiệm

Để tạo đối tượng ta dùng công cụ Body:
Muốn vẽ một vật thể có dạng đặc biệt, chẳng hạn hình khối chữ nhật, click
trái chuột vào công cụ Rectangle có biểu tượng

đồng thời kéo và thả vào

Worldspace của phần mềm. Chương trình sẽ tự cấp các thông số ví dụ như
khối lượng, tọa độ, hệ số ma sát, hệ số đàn hồi… cho vật. Đối với các vật thể
khác ta tiến hành tương tự.
Muốn vẽ vật bất kì, click trái chuột vào công cụ Polygon có biểu tượng
(hoặc công cụ Cuver Polygon

), sau đó trong Worldspace lần lượt

click trái chuột ra vùng làm việc để tạo các đỉnh của vật đó. Để kết thúc, bấm
Enter (hoặc double chuột trái).
Muốn dùng một đối tượng nào đó làm giá đỡ thì phải cố định đối tượng đó
lại bằng cách click trái chuột vào công cụ Anchor có biểu tượng

rồi

click trái chuột vào đối tượng cần cố định.
Muốn xóa đối tượng thì click chuột để chọn đối tượng sau đó bấm phím
Delete trên bàn phím.
Khi tạo một đối tượng thì phần mềm tự động cấp cho đối tượng đó các thuộc
tính, muốn thay đổi thuộc tính của đối tượng nào, ta double chuột (hoặc Ctrl+I)
vào đối tượng đó, bảng thuộc tính của đối tượng sẽ hiện ra. Thay đổi các chỉ số
theo ý muốn, chẳng hạn nếu muốn thay đổi thuộc tính vận tốc của một vật thì
Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

click trái chuột vào ô “Vx (hoặc Vy)” để thay đổi và bấm “Enter” để xác nhận,
sau đó tắt hộp thoại “Properties” bằng cách click chuột vào ô có biểu tượng
. Tương tự cho các thuộc tính khác.
Để di chuyển đối tượng, click trái chuột vào đối tượng, đồng thời giữ và
kéo đối tượng đến vị trí mới rồi buông ra.
Muốn quay đối tượng, click trái chuột vào công cụ có biểu tượng

trên

thanh công cụ “edit”, sau đó chỉ chuột vào vật, click trái chuột, giữ và kéo để
quay rồi thả ra. Hoặc thay đổi thông số ø trong bảng thuộc tính của đối tượng.
Để tắt tính năng quay, click trái chuột vào biểu tượng

trong thanh công

cụ “edit”.
3. Tạo giao diện mới ngoài giao diện mặc nhiên của đối tượng

Click lên đối tượng, từ menu Window chọn Appearance (Ctrl +J), xuất hiện
cửa sổ Appearance. Từ cửa sổ này, ta có thể chọn lại tên, màu nền, mẫu nền,
cho ẩn đối tượng, hoặc hiện tên, tâm, điện tích, quỹ đạo tâm khi chuyển động.
Có thể tạo giao diện mới cho vật từ
một ảnh bitmap (*.bmg): Click chuột
phải vảo ảnh bitmap chọn Open
With/Paint, trong Paint vào menu
Edit chọn Select All rồi chọn Copy;
Sau

đó,

vào

menu

Edit

trong

Interactive Physics2005 ta chọn Paste.
Trong WorkSpace chọn ảnh và đối
tượng (giữ phím Shift), từ menu

Hình 4: Tạo giao diện mới cho vật
Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

Object click vào lệnh Attach Picture, ảnh bitmap sẽ dán vào đối tượng (tách đối
tượng và ảnh: chọn Detach Picture)
Đưa 1 đối tượng về phía trước hay về phía sau 1 đối tượng khác: sử dụng
lệnh Move to Front, Send to Back từ menu Object.
Ghi chú trong WorkSpace: click vào icon A để gõ text; vào menu Object để
chọn Font(font, fontstyle, size).

4. Chọn hoặc bỏ chọn hệ quy chiếu gắn với đối tượng
Trước tiên chọn đối tượng muốn làm hệ quy chiếu rồi từ “menu View” vào
“New Reference Frame”. Muốn hiển thị hệ trục tọa độ đối với hệ quy chiếu
này thì trong hộp thoại “New Reference Frame” mới xuất hiện, ta click vào
ô check “Show X,Y axes”. Để hủy bỏ hệ quy chiếu này, cũng từ menu View
click “Home” hay bấm tổ hợp phím “Ctrl+O”

Hình 5: Chọn và hủy hệ quy chiếu gắn với đối tượng

5. Thiết lập hộp thoại tùy chỉnh cho đối
tượng
Để thay đổi một thuộc tính nào đó khi
làm thí nghiệm thì sử dụng đến hộp thoại
“Input”. Trước tiên hãy chọn đối tượng,
Giảng viên hướng dẫn: ThS:
Hình 6: thiết lập hộp thoại tùy chỉnh


Luận văn tốt nghiệp

sau đó từ “menu Define” vào “New Control” và chọn thuộc tính cần thay đổi
như trong hình 6

6. Hiển thị (hoặc ẩn) các đại lượng vectơ cho đối tượng

Muốn hiển thị các đại lượng véctơ, ví dụ
véctơ vận tốc… trước tiên chọn đối tượng cần
hiển thị, sau đó từ “menu Define” vào
“Vectors” và chọn đại lượng véctơ cần hiển
thị như hình 7.

Hình 7: Hiển thị các đại lượng
vectơ

7. Hiển thị các đồ thị cần thiết cho đối tượng
Trước tiên chọn đối tượng, sau đó vào
“menu Measure” và chọn đại lượng cần hiển
thị như hình 8.
8. Xuất ra tệp tin video
Đặc biệt Interactive Physics hỗ trợ việc
xuất ra tệp tin video.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:

Hình 8: Hiển thị đồ thị vận tốc


Luận văn tốt nghiệp

Từ “menu File” vào “Export”. Trong cửa sổ Export, chọn vị trí lưu tập
tin xuất ra trong ô. Trong ô có chữ Untitled1, ghi tên của tệp tin sẽ xuất ra.
Trong ô Export type, chọn định dạng xuất ra là Video for Window(*.avi).
Trong ô Frame First chọn frame bắt đầu xuất ra, Frame Last chọn frame kết

thúc quá trình xuất ra. Sau đó bấm vào nút Export để bắt đầu quá trình xuất
ra tệp tin video.

Hình 9: Xuất ra tệp tin video

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

CHƯƠNG II: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS THIẾT KẾ
CÁC THÍ NGHIỆM PHẦN “CƠ HỌC” VẬT LÍ 10
1. Bài chuyển động thẳng biến đổi đều
Thí nghiệm dùng để giảng dạy phần: đồ thị biểu diễn sự biến đổi vận tốc theo
thời gian cho chuyển động nhanh dần đều, chậm dần đều; đồ thị tọa độ của
chuyển động thẳng biến đổi đều, tính gia tốc từ đồ thị.
a. Mục đích thí nghiệm
Từ thí nghiệm chuyển động của một vật trên mặt phẳng nằm ngang, cho học
sinh quan sát chuyển động của vật, quan sát đồ thị vận tốc theo thời gian, tọa độ
theo thời gian. Từ đó, rút ra các nhận xét và kết luận.

Hình 1.1: Mô hình thí nghiệm
b. Mô hình thí nghiệm
c. Hướng dẫn thiết kế
*B1: Mở phần mềm Interactive Physics, tạo và lưu tập tin “chuyen dong thang
bien doi deu.ip”
* B2 : Vẽ vật và sàn.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:

Luận văn tốt nghiệp

- Dùng công cụ Rectangle có biểu tượng
công cụ Anchor

để vẽ vật và mặt sàn. Dùng

để giữ cố định mặt sàn. Khi vẽ xong thì đặt vật lên mặt sàn,

sao cho khi bấm nút Run vật không nhúc nhích gì là được.

Hình 1.2: Đặt vật lên mặt sàn

- Bấm Reset để tiến hành thiết kế tiếp tục.
* B3: Cung cấp lực cho vật.
- Click trái chuột vào công cụ dùng công
cụ Force

, sau khi vẽ xong cho tác dụng

vào khối tâm của vật.
Hình 1.3: Tác dụng lực cho vật

- Nhập giá trị cho lực bằng cách double
chuột

vào

biểu

tượng

trên

Worldspace, bảng thuộc tính xuất hiện thì tại

mục

Fx ta nhập giá trị của lực. Ví dụ
- Lưu ý: Để cho thiết kế thí nghiệm được

đẹp

và phù hợp với trình độ kiến thức hiện thời

của

học sinh thì phải ẩn lực tác dụng này. Bằng

cách

chọn tác dụng lên vật, từ menu Window

Hình 1.4: Xác lập giá trị của lực

vào Appearance, bỏ dấu check tại ô Show
khi hôp thoại Appearance.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:

Hình 1.5: Ẩn lực tác dụng


Luận văn tốt nghiệp

* B4: Thay hình ảnh của vật
Để mô hình thí nghiệm chân thực, ta
thay vật thành hình ảnh một chiếc xe, bằng
cách:
- Chọn một ảnh một chiếc xe Bitmap
(*.bmp), click chuột phải vào ảnh này và
chọn Open with/Paint.
- Trong Paint, tại menu Edit chọn
Select All, rồi tiếp tục cũng tại menu Edit
chọn Copy.
- Trong không gian thiết kế Interactive
Physics, vào menu Edit và chọn Paste. Khi
đó, hình ảnh chiếc xe sẽ xuất hiện trong
Workspace.
- Click chuột trái vào vật đồng thời giữ
phím Shift và click chuột trái vào ảnh, vào
menu Object chọn Attach Picture.
* B5: Hiển thị các đại lượng.

Hình 1.6: Thay hình ảnh
hiển thị của vật

- Để cho mô phỏng thí nghiệm này được rõ ràng nên cho hiển thị vận tốc ban
đầu và gia tốc. Click trái chuột vào vật:

+ Từ menu Define vào New Control chọn Initial X Velocity để hiển thị
thoại tùy chỉnh vận tốc ban đầu.
+ Từ menu Measure vào Accelaration/X Accelaration để hiển thị gia
tốc của vật.
* B6: Hiển thị đồ thị vận tốc và tọa độ theo thời gian.
- Click trái chuột vào vật, từ menu Measure chọn X Position và X Velocity.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

- Click trái chuột vào từng đồ thị, từ menu Windown vào Appearance để thay đổi
tên, màu; từ menu Object vào Font để chọn lại Font và kích thước cho từng đồ thị.

Hình 1.6: Đồ thị tọa độ, vận tốc theo thời gian

d. Tiến hành thí nghiệm
Vào Properties của vật, cho hệ số ma sát giữa vật và sàn là bằng không.
* Chuyển động thẳng nhanh dần đều
- Cho giá trị vận tốc ban đầu là 10m/s, lực tác dụng là 20N
+ Bấm nút Run trên thanh công cụ Edit để tiến hành thí nghiệm. Bấm nút
Stop để dừng lại. Bấm Reset để trở về trạng thái ban đầu.
+ Kết quả:

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

Hình 1.7: Đồ thị tọa độ, vận tốc theo thời gian khi a,v cùng dương
- Cho lực tác dụng là -20N. Vận tốc ban đầu là -10m/s.
+ Bấm nút Run trên thanh công cụ Edit để tiến hành thí nghiệm. Bấm nút
Stop để dừng lại. Bấm Reset để trở về trạng thái ban đầu.
+ Kết quả:

Hình 1.8: đồ thị tọa độ, vận tốc theo thời gian khi a, v cùng âm
* Chuyển động thẳng chậm dần đều
- Cho vận tốc ban đầu là 10m/s, độ lớn của lực là -20N.
+ Bấm nút Run trên thanh công cụ Edit để tiến hành thí nghiệm. Bấm nút
Stop để dừng lại. Bấm Reset để trở về trạng thái ban đầu.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

+ Kết quả:

Hình 1.9: Đồ thị tọa độ, vân tốc theo thời gian khi a âm, v dương
- Cho vận tốc ban đầu là -10m/s, độ lớn của lực là 20N.
+ Bấm nút Run trên thanh công cụ Edit để tiến hành thí nghiệm. Bấm nút
Stop để dừng lại. Bấm Reset để trở về trạng thái ban đầu.
+ Kết quả:
e.

Hình 1.10: Đồ thị tọa độ, vận tốc theo thời gian khi a dương, v âm
Kết quả của thí nghiệm
Học sinh quan sát thí nghiệm và đưa ra các kết luận sau:
- Chuyển động của vật là chuyển động thẳng biến đổi đều.

- Đồ thị tọa độ theo thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều là một
nhánh Parapol.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

- Vận tốc biến đổi tuyến tính theo thời gian, trong những khoảng thời gian
như nhau thì vận tốc thay đổi một lượng như nhau.
- Hệ số góc của của đường thẳng trong đồ thị vận tốc theo thời gian chính
bằng gia tốc của vật.
- Khi gia tốc và vận tốc cùng dấu (cùng âm, hoặc cùng dương) thì vật chuyển
động nhanh dần đều; ngược lại, khi gia tốc và vận tốc ngược dấu thì vật chuyển
động chậm dần đều.
+ Khi gia tốc dương, vận tốc dương: Đồ thị tọa độ là một nhánh parapol
có bề lõm hướng lên phía trên, đồ thị vận tốc là đường tuyến tính tăng về độ lớn
nằm trong góc phần tư thứ nhất.
+ Khi gia tốc âm, vận tốc âm: Đồ thị tọa độ là một nhánh parapol có bề
lõm hướng xuống, đồ thị vận tốc là đường tuyến tính tăng về độ lớn nằm trong
góc phần tư thứ tư.
+ Khi gia tốc dương, vận tốc âm: Đồ thị tọa độ là một nhánh parapol
hướng xuống có bề lõm hướng sang phải, đồ thị vận tốc là một đường tuyến tính
giảm về độ lớn nằm trong góc phần tư thứ tư.
+ Khi gia tốc âm, vận tốc dương: Đồ thị tọa độ là một nhánh parapol
hướng lên có bề lõm hướng sang phải, đồ thị vận tốc là một đường tuyến tính
giảm về độ lớn nằm trong góc phần tư thứ nhất.
f. Những lưu ý khi tiến hành thí nghiệm
Khi tiến hành thí nghiệm này, chúng ta cần lưu ý một số điểm sau :
- Để tránh trường hợp sự biến đổi vận tốc một cách phức tạp ở thời điểm

ban đầu thì khi tiến hành thí nghiệm chúng ta nên loại bỏ ma sát, bằng cách mở
bảng thuộc tính của vật và tại hai mục Stat.fric và Kin.fric sửa lại là 0.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

- Đặt vật lên sàn sao cho vật và sàn không chồng lên nhau, bằng cách phóng
to cửa sổ thiết kế bằng công cụ Zoom in
thường bằng công cụ Zoom out

. Sau khi đặt vật xong, trả về lại bình

.

- Có thể thay đổi hình ảnh hiển thị của hộp thoại tùy chỉnh bằng cách double
chuột trái vào hộp tùy chỉnh, hộp Properties xuất hiện, tại mục Type ta chọn hình
ảnh hiển thị chẳng hạn Data table.
- Dùng công cụ Window/Appearance để thay đổi màu sắc, tên,…Font để
thay đổi kích thước cho các đồ thị và hộp thoại tùy chỉnh.
- Điều chỉnh độ chia của đồ thị để học sinh quan sát trực quan và rõ ràng hơn
sự biến đổi của tọa độ và vận tốc theo thời gian.
- Tránh trường hợp vật rơi ra ngoài
mặt sàn bởi vì chiều dài mặt sàn vẽ có giới
hạn và chủ động hơn trong bài giảng, nên
điều chỉnh thời gian dừng lại thí nghiệm,
bằng cách từ menu World vào Pause
Control. Tại cửa sổ Pause Control, ta click
trái chuột vào New Condition và sửa thời

gian cho chạy thí nghiệm, ví dụ như 5s tại ô
Pause When.

Hình 1.11: Thiết lập thời
gian thí nghiệm

2. Bài sự rơi tự do, xác định gia tốc rơi tự do
Thí nghiệm dùng để giảng dạy phần: Rơi tự do là một chuyển động nhanh
dần đều, Gia tốc rơi tự do.
a. Mục đích thí nghiệm
Học sinh quan sát sự rơi của vật, từ đó xác định đặc tính của sự rơi tự do.
Xác định được gia tốc rơi. Kiểm chứng thời gian chuyển động của vật bị ném
ngang và thời gian của một vật rơi tự do ở cùng độ cao.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

b. Mô hình thí nghiệm

Hình 2.1: Mô hình thí nghiệm 1

c. Hướng dẫn thiết kế
 Mô hình thí nghiệm 1
*

B1 :

Mở

phần

mềm

Interactive

Physics2005 tạo và lưu tập tin “Su roi tu
do.ip”.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:
Hình 2.2: Thiết lập tỉ lệ không gian,
thời gian


Luận văn tốt nghiệp

* B2 : Chọn tỉ lệ thời gian, không gian thiết kế.
Từ menu View vào View Size. Điền tỉ lệ thời gian và không gian vào các ô
tương ứng của cửa sổ mới xuất hiện, bấm OK để chấp nhận. Ví dụ, tỉ lệ thời gian
là 0.005 và không gian là 83m.
* B3 : Vẽ vật, sàn và tường.
- Dùng công cụ Rectangle có biểu tượng
Pologon có biểu tượng

để vẽ mặt sàn, dùng công cụ

để vẽ tường, cố định sàn và tường lại bằng công cụ

Anchor

- Vẽ vật bằng công cụ Circle

, lưu ý khi vẽ xong thì đặt vật mép dưới của

tường, sao cho vật và tường không trùng lên nhau.
* B4 : Chọn gia tốc trọng trường trên Trái Đất là 9.810m/s 2

Hinh 2.2: Thiết lập gia tốc trọng trường
* B5 : Hiển thị vận tốc ban đầu và tọa độ ban đầu, thời gian.
- Hiển thị tọa độ, vận tốc
ban đầu : Chọn vật, từ menu
Define vào New Control chọn
Initial Y Position và Initial Y

Giảng viên hướng dẫn: ThS:
Hình 2.3: Đồ thị tọa độ và vận tốc
theo thời gian


Luận văn tốt nghiệp

Velocity. Khi đó, trong Worldspace sẽ xuất hiện các hộp thoại tùy chỉnh về vị trí và
vận tốc ban đầu.
- Hiển thị thời gian thí nghiệm : ta chọn vật rồi từ menu Measure vào time.
* B6: Hiển thị đồ thị vận tốc và tọa độ theo thời gian.
- Chọn đối tượng, từ menu Measure ta chọn Y Position và Y Velocity. Thay
đổi độ chia cho phù hợp trong bảng thuộc tính của các đồ thị.
 Mô hình thí nghiệm 2
* B1 : Mở phần mềm Interactive Physics2005 tạo và lưu tập tin “thi nghiem kiem

chung.ip”.
* B2 : Chọn tỉ lệ thời gian, không gian thiết kế.
Từ menu View vào View Size. Điền tỉ lệ thời gian và không gian vào các ô
tương ứng của cửa sổ mới xuất hiện, bấm OK để chấp nhận. Ví dụ, tỉ lệ thời gian
là 0.006 và không gian là 70.273m.
* B3 : Vẽ vật, sàn, lò xo, tường và trần.
- Dùng công cụ Rectangle có biểu tượng
Pologon có biểu tượng

để vẽ mặt sàn, dùng công cụ

để vẽ tường, cố định sàn và tường lại bằng công cụ

Anchor
- Dùng công cụ Rectangle có biểu tượng
để vẽ trần, dùng công cụ Anchor có biểu
tượng

để cố định trần vào tường.

- Dùng công cụ Spring có biểu tượng
để vẽ lò xo, sau khi vẽ xong đặt lò xo như hình
2.4
Hình 2.4: Cơ cầu thả rơi và
ném vật
Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

- Vẽ 2 vật bằng công cụ Circle

, lưu ý khi vẽ xong thì đặt vật như hình

2.4
Lưu ý: + Để thiết kế chân thực, ta chèn hình giá, búa (định dạng Bitmap) vào
Workspace tương tự bài “chuyển động thẳng biến đổi đều” như hình 2.4

+ Dùng công cụ Pin-Joint có biểu tượng

để tạo các khớp nối.

*B4: Hiển thị đường đánh dấu chuyển động của vật.
Chọn hai vật, vào menu Window/Appearance để đặt tên, chọn lại màu, và
chọn vào các ô check Track center of mass, Track connect, Track outline.
Lưu ý: Vào Define/New Button/Menu Button chọn Erase Track (có thể sửa
lại, chẳng hạn thành “chuan bi”) để hủy
các đường đánh dấu chuyển động của vật
trước khi làm lại thí nghiệm.
* B5: Cho mô hình búa đập vào thanh
chắn bằng cách:
- Dùng công cụ Pin-Joint gắn vào một
đầu của búa (giống con lắc vật lí).
- Vào Properites của búa, cho lệch
một góc (ví dụ: -9 0), và cho vận tốc theo
phương Ox (ví dụ: 1m/s).
* B6: Hiển thị các đại lượng thời gian, hộp
thoại tọa độ ban đầu.
- Tọa độ ban đầu: Chọn từng vật, vào Define/New Control chọn Y Position.
- Thời gian: Chọn từng vật, vào Measure/Time.

Lưu ý: Vào Window/Appearance để thay đổi hình dáng hiện thị của các hộp
thoại và tọa độ. Vào Object/Font để thay đổi font và kích thước.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

d. Tiến hành thí nghiệm
 Mô hình thí nghiệm 1
- Bấm nút Run để bắt đầu thí nghiệm, Stop để dừng lại và Reset để đưa vật
về vị trí ban đầu để thực hiện lại thí nghiệm trên thanh công cụ Edit.
 Mô hình thí nghiệm 2
- Bấn Run để bắt đầu thí nghiệm, Stop để dừng lại, Reset để đưa vật về vị trí
ban đầu và Bấm “chuan bi” trước khi làm lại thí nghiệm.
e. Kết quả của thí nghiệm
 Mô hình thí nghiệm 1 (khoảng cách?)

Hình 2.5: Kết quả thí nghiệm mô hình 1
 Mô hình thí nghiệm 2

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

Hình 2.6: Kết quả thí nghiệm mô hình 2

Học sinh quan sát thí nghiệm và rút ra kết luận :
- Dạng đồ thị tọa độ theo thời gian là một nhánh Parapol. Đồ thị vận tốc theo

thời gian có dạng đường tuyến tính.
=> Sự rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều với phương là phương thẳng
đứng, chiều ngược chiều dương.
- Từ đồ thị vận tốc theo thời gian tính được gia tốc rơi tự do là 9,810m/s 2,
phù hợp với thông số thiết lập ban đầu của gia tốc rơi tự do.
- Khi vật ném ngang và vật rơi tự do cùng ở một độ cao thì thời gian chạm
đất của hai vật là như nhau.
f. Những lưu ý khi thực hiện thí nghiệm
Khi thực hiện thí nghiệm này cần lưu ý những điểm sau
- Phải chọn giá trị của gia tốc trọng trường.

Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

- Chiều dương tung độ mặc định của phần mềm là hướng lên nên đồ thị tọa
độ và vận tốc là trường hợp chuyển động nhanh dần đều với gia tốc và vận tốc
cùng âm.
- Vẽ vật có kích thước nhỏ để lực
cản không khí không đáng kể có thể
bỏ qua, khi đó từ menu World vào Air
Resistance ta chọn None.
Hình 2.7: Khử sức cản không khí
- Trong quá trình rơi tự do thì chỉ có vận tốc và tọa độ theo trục Oy thay đổi
theo thời gian nên đồ thị phải là Y Velocity và Y Position.
- Giá trị gia tốc trọng trường có giá trị 9,810m/s 2, nên để tính giá trị này từ đồ
thị thì phải cho hiển thị vận tốc khi chạm sàn của vật. Bằng cách cho hiển thị đồ thị
vận tốc theo trục OY của vật. Rồi click trái chuột vào biểu tượng
chọn cách hiển giá trị số

trên đồ thị để

.

- Để mô hình thiết kế được đẹp, các nút Anchor, Pin-Joint nên cho ẩn đi
bằng cách chọn các nút này, vào Window/Appearance rồi bỏ chọn dấu check tại ô
Show.
- Đặc biệt để cho đồ thị được đẹp
thị ta tính toán xem thời gian mà vật rơi
chạm đất (khối tâm của vật cách mặt
đất một khoảng bằng bán kính của vật)
để điều chỉnh thời gian dừng lại thí
nghiệm, bằng cách từ menu World vào
Pause Control. Tại cửa sổ Pause
Control, ta click trái chuột vào New
Condition và sửa thời gian cho chạy thí
Hình 2.8: Thiết lập thời gian
thí nghiệm
Giảng viên hướng dẫn: ThS:


Luận văn tốt nghiệp

nghiệm, ví dụ như 2.2s trong mô hình thí nghiệm 1 và 2s trong mô hình thí nghiệm
2 tại ô Pause When.
3. Bài chuyển động của vật bị ném
Thí nghiệm dùng để giảng dạy phần: Quỹ đạo của vật ném xiên, tầm bay
cao. (khoảng cách các dòng ?)
a. Mục đích thí nghiệm

Cho học sinh quan sát chuyển động ném xiên, quan sát sự thay đổi vận tốc
theo phương Ox và phương Oy trong quá trình chuyển động của vật. Kiểm chứng
sự phụ thuộc tầm bay cao và tầm bay xa vào vận tốc ban đầu và góc ném (góc
hợp bởi vận tốc ban đầu và phương nằm ngang)
b. Mô hình thí nghiệm

Hình 3.1: Mô hình thí nghiệm
c. Hướng dẫn thiết kế
* B1 : Mở phần mềm, tạo và lưu tập tin “ kiem chung nem xien.ip”
* B2 : Chọn tỉ lệ thời gian, không gian thiết kế.
Từ menu View vào View Size. Chọn Tỉ

lệ

thời gian là 0.001 và không gian là 439.21m.
Giảng viên hướng dẫn: ThS:
Hình 3.2: Thiết lập tỉ lệ
không gian, thời gian