Mô phỏng Lớp 10

Bài thực hành ảo với mười mẫu khoáng vật chưa biết tên. Vạch mẫu bằng móng tay, đồng xu đồng, tấm kính và giũa thép để xếp mẫu trên thang Mohs, cọ lên tấm sứ để xem vết vạch, quan sát ánh, đập búa để thấy cát khai hay vết vỡ, cân khối lượng và đo thể tích bằng nước dâng để tính khối lượng riêng, nhỏ axit HCl loãng và đưa nam châm lại gần. Mỗi kết quả điền vào bảng quan sát và tô sáng khoá phân loại để gọi tên thạch anh, fenspat, mica, canxit, thạch cao, halit, galen, pirit, magnetit và hematit. Màn Đá xếp mười bốn loại đá vào nhóm magma, trầm tích hay biến chất theo cấu tạo dưới kính lúp; màn thứ ba cho thấy bảy hệ tinh thể bằng mô hình xoay được.

Thả bóng thám không hoặc phóng tên lửa thám không lên xuyên qua tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng giữa và tầng nhiệt: máy đo ghi nhiệt độ, khí áp và lượng ozone ở từng độ cao vào bảng, đồ thị cho thấy nhiệt độ giảm, tăng rồi lại giảm và tăng theo độ cao, còn khí áp giảm khoảng một nửa sau mỗi 5,5 km. Cột khí quyển đánh dấu nơi có mây và thời tiết, máy bay, tầng ozone, sao băng, cực quang; thanh dưới cùng cho biết thành phần không khí ở độ cao đang xét. Đổi vĩ độ (nhiệt đới, ôn đới, cực) để thấy đỉnh tầng đối lưu cao thấp khác nhau, giảm lượng ozone để thấy vì sao tầng bình lưu nóng lên và tia UV xuống mặt đất tăng ra sao.

Thí nghiệm ảo: đốt sodium, magnesium, aluminium, silicon, phosphorus và sulfur trong oxygen, cho từng oxide vào nước có chất chỉ thị vạn năng rồi thử với dung dịch HCl và NaOH. Bảng kết quả, phương trình hoá học và biểu đồ xu hướng cho thấy Na₂O, MgO là oxide base, Al₂O₃ (và ZnO để so sánh) là oxide lưỡng tính, SiO₂, P₂O₅, SO₂ là oxide acid, gắn với sự chuyển từ mạng tinh thể ion sang mạng tinh thể nguyên tử rồi phân tử.

Phương vị ba chữ số đo từ hướng bắc theo chiều kim đồng hồ và phương vị ngược (±180°). Màn Hành trình vẽ theo tỉ lệ một đường đi gồm 1–3 chặng (phương vị và quãng đường), tính quãng đường và phương vị quay về điểm xuất phát bằng định lí côsin, định lí sin hoặc thành phần đông – bắc; kéo trên bản đồ để đo. Có thử thách lái tàu tới đảo và màn góc nâng, góc hạ với ngọn hải đăng và thuyền.

Viết quy tắc cho tường lửa lọc gói tin (cho phép hoặc chặn theo hướng, giao thức, địa chỉ IP nguồn và cổng đích; quy tắc đầu tiên khớp sẽ quyết định; mặc định chặn) rồi xem lưu lượng web, thư điện tử, SSH, trò chơi và lưu lượng lạ được cho qua hay bị chặn, đối chiếu với 7 mục tiêu bảo mật. Sau đó cấp quyền đọc, ghi, chạy cho từng nhóm người dùng trên tệp và thư mục theo nguyên tắc đặc quyền tối thiểu, thử xem ai làm được gì và đọc nhật kí truy cập.

Tự vẽ công thức Lewis cho 22 phân tử và ion (H₂O, NH₃, CO₂, CO, O₃, NO₃⁻, SO₄²⁻, ClO₃⁻, PCl₅, SF₆, XeF₄…): chạm liên kết để đổi bậc, chạm nguyên tử để thêm cặp electron riêng; mô phỏng đếm electron hoá trị, kiểm tra quy tắc octet (cho phép octet không đầy đủ của B và octet mở rộng từ chu kì 3) và tính điện tích hình thức FC = V − N − B/2 trên từng nguyên tử để chọn công thức tốt nhất. Chế độ Cộng hưởng vẽ các cấu trúc của CO₃²⁻, NO₃⁻, NO₂⁻, O₃, SCN⁻, benzene và dạng lai; chế độ Liên kết cho – nhận tạo NH₄⁺, H₃O⁺, H₃N→BF₃, Al₂Cl₆; có sơ đồ chấm – chéo.

Một vùng giả định có lưu vực phía bắc mưa nhiều, ít dân và lưu vực phía nam khô hạn, có thành phố và đồng ruộng tưới. Bản đồ tô màu nơi thừa, nơi thiếu nước; học sinh đặt lượng mưa, dân số, tốc độ tăng dân số, diện tích tưới và mức thu nhập, rồi xây hồ chứa, công trình chuyển nước, nhà máy khử mặn, khoan thêm giếng hoặc tiết kiệm nước. Trong 30 năm, mô phỏng tính cân bằng nước, tỉ lệ nước bị khai thác, chỉ số Falkenmark, khan hiếm vật lí hay kinh tế, mực nước ngầm hạ thấp, xâm nhập mặn, đất nhiễm mặn, chi phí, năng lượng và tác động tới sông.

Chọn phản ứng (2H₂ + O₂ → 2H₂O, N₂ + 3H₂ → 2NH₃, CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, Fe + S → FeS), đặt lượng hai chất tham gia theo số hạt, số mol hoặc gam rồi cho phản ứng. Hình hạt cho thấy chất nào hết, chất nào còn dư; bảng mol – khối lượng tính lượng dư, lượng sản phẩm theo lí thuyết và hiệu suất khi nhập lượng sản phẩm thu được thực tế.

Người trượt gắn trên một đường ray cong (chọn máng đơn, vòng lặp hoặc giếng đôi, hoặc tự vẽ ở Sân chơi). Động năng và thế năng đổi cho nhau khi trượt; bật ma sát thì một phần cơ năng chuyển thành nhiệt. Vào vòng lặp với tốc độ quá thấp, người trượt sẽ rời khỏi ray và bay tự do. Phỏng theo mô phỏng "Energy Skate Park" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Bốn màn hình: Khám phá (kéo thanh trượt a, b, c, tách riêng từng hạng tử ax², bx, c), Tổng quát (hệ số nguyên đổi bằng nút bấm, bật/tắt đỉnh, trục đối xứng, nghiệm, giao Oy), Dạng đỉnh (kéo trực tiếp điểm đỉnh để đổi h, k) và Tiêu điểm - đường chuẩn mở rộng (kéo tiêu điểm và một điểm trên parabol để thấy hai khoảng cách luôn bằng nhau). Phỏng theo mô phỏng "Graphing Quadratics" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Bắn photon (ánh sáng trắng hoặc đơn sắc chọn bước sóng) vào một nguyên tử hydrogen: tab Thực nghiệm cho quang phổ đo được của nguyên tử thật (che trong hộp kín), sáu tab còn lại là dự đoán của các mô hình Bi-a, Mứt nho, Hành tinh cổ điển, Bohr, de Broglie và Lượng tử. Máy quang phổ ghi bước sóng photon phát ra, giản đồ mức năng lượng Eₙ = −13,6/n² eV cho thấy vì sao chỉ Bohr và các mô hình sau đó mới cho quang phổ vạch đúng như thực nghiệm. Phỏng theo mô phỏng "Models of the Hydrogen Atom" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Chọn nguyên tố rồi kéo neutron vào/ra hạt nhân để dựng các đồng vị (Z ≤ 10), xem số khối, độ bền và tỉ lệ mỗi đồng vị có trong tự nhiên. Màn hình Trộn đồng vị cho thả từng nguyên tử vào ống nghiệm để tự tính nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp và so với hỗn hợp có sẵn trong tự nhiên. Phỏng theo mô phỏng "Isotopes and Atomic Mass" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Thuyền chạy với tốc độ v₁₂ so với nước trên dòng sông chảy với tốc độ v₂₃. Đổi góc hướng mũi θ bằng thanh trượt hoặc kéo trên mặt sông để thấy tam giác vận tốc v₁₃ = v₁₂ + v₂₃, quỹ đạo, thời gian qua sông và độ trôi; đồ thị bên cạnh cho biết thời gian và độ trôi thay đổi theo θ. Một nút tự tính góc chếch để cập đúng bến đối diện.

Máy phổ khối mô phỏng: nguyên tử bị ion hoá, tăng tốc rồi lệch trong từ trường theo m/z và đập vào đầu dò. Phổ khối của B, Ne, Mg, Cl, Cu, Br hình thành dần từ từng ion đếm được. Học sinh tính nguyên tử khối trung bình từ độ phong phú đồng vị, tự tạo hỗn hợp đồng vị và so với số liệu bảng tuần hoàn.

Hai xe A, B chuyển động thẳng biến đổi đều trên cùng một đường với vị trí đầu x₀, vận tốc đầu v₀ và gia tốc a (có thể âm). Đồ thị x – t và v – t được vẽ dần theo thời gian, thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau được đánh dấu. Học sinh đổi v₀, a, x₀ và kéo trên đồ thị để tua thời gian, đối chiếu với x = x₀ + v₀t + at²/2.

Chọn một chất hoặc ion (KMnO₄, H₂SO₄, NH₄⁺, Fe₃O₄, K₂Cr₂O₇, H₂O₂, NaH, SO₄²⁻…), nhập số oxi hoá của từng nguyên tố rồi kiểm tra: mô phỏng đối chiếu từng giá trị và kiểm tra tổng số oxi hoá bằng điện tích. Nút giải từng bước áp dụng lần lượt các quy tắc; thẻ thứ hai cho phản ứng mẫu để xác định chất oxi hoá, chất khử và vẽ sơ đồ nhường – nhận electron.

Vật khối lượng m buộc vào dây dài R quay tròn đều với tốc độ góc ω (nhìn từ trên). Vectơ vận tốc luôn tiếp tuyến, gia tốc và lực căng dây hướng vào tâm với F = mω²R = mv²/R; đồ thị F(ω) là parabol. Kéo vật để đổi bán kính, trượt thanh ω, bấm Cắt dây để thấy vật bay thẳng theo tiếp tuyến.

Ba chuyên đề học tập của Vật lí 10 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Vật lí trong một số ngành nghề: máy nâng của nghề xây dựng, nông nghiệp hoặc vận hành thang máy nâng một tải trọng, tính công A = mgh, công suất P = F·v và hiệu suất của máy. Trái Đất và bầu trời: chọn vĩ độ và ngày trong năm rồi xem Mặt Trời mọc, lên cao nhất và lặn trên vòm trời, đo độ cao góc và độ dài ngày. Vật lí với môi trường: cân bằng năng lượng của Trái Đất, thay nồng độ CO₂ để thấy nhiệt độ trung bình bề mặt thay đổi.

Vật khối lượng m thả từ độ cao h trượt xuống máng cong rồi leo lên bờ bên kia. Thanh năng lượng động năng Wđ, thế năng Wt và nhiệt do ma sát cập nhật từng khung hình cùng đồ thị theo thời gian; không ma sát thì Wđ + Wt không đổi và vật lên đúng độ cao cũ. Kéo vật đến vị trí bất kì trên máng để thả lại.

Đường thẳng Δ: ax + by + c = 0 với vectơ pháp tuyến n = (a; b) và vectơ chỉ phương u = (−b; a) vẽ ngay trên hình; đường tròn (C) tâm I bán kính R. Học sinh kéo tâm I, kéo điểm M tự do, hoặc kéo cả đường thẳng; khoảng cách d(I, Δ), d(M, Δ) tính theo công thức |ax₀ + by₀ + c|/√(a² + b²), vị trí tương đối của Δ và (C) (cắt, tiếp xúc, không cắt) cùng giao điểm, góc giữa Δ với Ox và với IM hiện tức thì.

Ba chuyên đề học tập của Toán 10 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Hệ phương trình bậc nhất ba ẩn: bấm từng bước khử Gauss trên ma trận, thấy hệ có nghiệm duy nhất, vô nghiệm hay vô số nghiệm. Quy nạp và nhị thức Newton: tam giác Pascal bấm được từng ô để thấy quy tắc cộng và khai triển (a+b)^n, kèm hình bậc thang chứng minh 1+2+…+n = n(n+1)/2. Ba đường conic: kéo điểm M trên đường, kiểm tra MF = e·d(M, Δ) và xem elip, parabol, hypebol đổi theo tâm sai e.

Sơ đồ tế bào động vật, tế bào thực vật và vi khuẩn với các bào quan vẽ đúng vị trí. Học sinh bấm vào từng bào quan để đọc cấu tạo, chức năng và loại tế bào có bào quan đó; bảng so sánh ba loại tế bào cập nhật theo bào quan đang chọn.

Chạy từng kì của giảm phân I và II trên tế bào có n cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Bật/tắt trao đổi chéo và xem số loại giao tử thay đổi: chỉ riêng phân li độc lập đã cho 2ⁿ loại, thêm trao đổi chéo thì số tổ hợp tăng vọt — đây chính là lí do con cái khác bố mẹ.

Từng bước: xác định số oxi hoá của các nguyên tố, tìm nguyên tố tăng/giảm số oxi hoá, viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, nhân hệ số để số electron nhường bằng số electron nhận (hoạt hình electron chuyển từ chất khử sang chất oxi hoá), rồi đặt hệ số vào phương trình. Học sinh chọn phản ứng mẫu trong SGK và bấm Bước tiếp hoặc để chạy tự động.