Xây dựng một số thí nghiệm sử dụng cảm biến siêu âm và phần mềm Labview để dạy học chương động học – Vật lí 10

Bài báo này trình bày ứng dụng phần mềm Labview, Card USB Arduino và cảm biến siêu âm trong việc xây dựng bộ thí nghiệm có khả năng đo đạc, thu nhận và xử lí chính xác các đại lượng vật lí về chuyển động cơ học. Với sự cơ động, ghi nhận liên tục và giao diện giao tiếp với máy tính đơn giản, bộ thí nghiệm này có thể giúp giáo viên, học sinh thực hiện các thí nghiệm kiểm chứng về các dạng chuyển động trong chương “Động học chất điểm” - Vật lí 10 ở trên lớp học hay ngay ở nhà.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng một số thí nghiệm sử dụng cảm biến siêu âm và phần mềm Labview để dạy học chương động học – Vật lí 10TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 8(74) năm 2015_____________________________________________________________________________________________________________ XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM SỬ DỤNG CẢM BIẾN SIÊU ÂM VÀ PHẦN MỀM LABVIEW ĐỂ DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG HỌC – VẬT LÍ 10 NGÔ MINH NHỰT*, MAI HOÀNG PHƯƠNG** TÓM TẮT Bài báo này trình bày ứng dụng phần mềm Labview, Card USB Arduino và cảm biếnsiêu âm trong việc xây dựng bộ thí nghiệm có khả năng đo đạc, thu nhận và xử lí chính xáccác đại lượng vật lí về chuyển động cơ học. Với sự cơ động, ghi nhận liên tục và giao diệngiao tiếp với máy tính đơn giản, bộ thí nghiệm này có thể giúp giáo viên, học sinh thựchiện các thí nghiệm kiểm chứng về các dạng chuyển động trong chương “Động học chấtđiểm” - Vật lí 10 ở trên lớp học hay ngay ở nhà. Từ khóa: Card USB Arduino, cảm biến siêu âm, phần mềm Labview, thí nghiệm vật lí. ABSTRACTConstructing some experiments using ultrasonic sensors with Labview software to teach Kinetics in grade 10 Physics This paper presents an application of the Arduino UNO Card, ultrasonic sensor andLabview software in the construction of a pilot program, which measures the physicalquantities of the mechanical motion. With its mobility, continuous recording and simplecomputer user interface, the pilot program can help teachers and students easily performverification experiments in the classroom or at home. Keywords: Card USB Arduino UNO, Ultrasonic sensor, Labview, experiment.1. Giới thiệu nghiệm đã được trang bị và đã được Trong dạy học phần cơ học ở nghiên cứu sử dụng trong dạy và học vậtTHPT, việc nghiên cứu các quá trình có lí. Cụ thể như các thiết bị ghép nối máydiễn biến nhanh như chuyển động của tính và các phần mềm tương ứng của cáccác vật luôn gặp khó khăn rất lớn trong hãng như: Cassy, Phywe (Đức), Pasco,việc xác định vị trí cũng như gia tốc, vận Vernier (Mĩ), Coach (Hà Lan)… Ở Việttốc của vật ở một thời điểm bất kì nào đó. Nam, đã có nhiều đề tài luận án, khóaNếu như trước đây, để khảo sát chuyển luận nghiên cứu sử dụng các thiết bị thíđộng của một vật, ta thường sử dụng nghiệm ghép nối máy tính và thí nghiệmphương pháp dùng cần rung điện, chụp phân tích video hỗ trợ trong việc dạy họcảnh hoạt nghiệm, hoặc đo thời gian nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quảchuyển động bằng đồng hồ hiện số và dạy học vật lí như: luận án tiến sĩ của táccổng quang điện… thì hiện nay một số bộ giả Nguyễn Xuân Thành (2003) với đề tàithí nghiệm ghép nối với máy vi tính cùng “Xây dựng phần mềm phân tích video vàvới các phần mềm xử lí số liệu thí tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh* SV, Trường Đại học Sư phạm TPHCM; Email: minhnhutcorn@gmail.com** ThS, Trường Đại học Sư phạm TPHCM60TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Ngô Minh Nhựt và tgk_____________________________________________________________________________________________________________trong dạy học các quá trình cơ học biến chương trình còn cung cấp một số bài thíđổi nhanh theo quan điểm lí luận dạy học nghiệm mẫu, giáo viên hay học sinh cóhiện đại” [7]; luận văn thạc sĩ của tác giả thể dựa vào đó để thiết kế thêm các bàiLê Hoàng Anh Linh (2013) với đề tài thí nghiệm khác.“Thiết kế bộ thí nghiệm cơ học dùng cảm 2. Nội dungbiến Sonar và sử dụng trong dạy học Sau một thời gian nghiên cứu vàchương các định luật bảo toàn - lớp 10 thiết kế, chúng tôi đã xây dựng được bộTHPT” [3]… Nhờ vào các thí nghiệm kết thí nghiệm gồm:nối máy tính, phần mềm phân tích videomà việc đo đạc và xử lí số liệu thí nghiệmtrở nên nhanh chóng và dễ dàng hơn,giúp cho việc dạy và học vật lí của giáoviên và học sinh đạt hiệu quả tốt hơn. Tuy nhiên, ở Việt Nam các nghiêncứu trong việc thiết kế, xây dựng các bộthí nghiệm vật lí kết nối máy tính vẫn cònhạn chế hoặc chỉ dừng ở mức độ nghiên Hình 2.1. Hộp chứa cảm biến siêu âmcứu sử dụng chưa đáp ứng cho việc trang và bo mạch Arduinobị và dùng dạy học vật lí ở trường THPT.  Một bộ thí nghiệm (hình 2.1) gồm:Mặc khác các bộ thí ng ...