Mô phỏng Lớp 11

Bắn đạn theo phương ngang từ đỉnh một ngọn núi rất cao trên Trái Đất 3D. Chuyển động của đạn được tính bằng tích phân số với lực hấp dẫn tỉ lệ 1/r²: tốc độ nhỏ thì đạn rơi trở lại, khoảng 7,9 km/s (sát mặt đất) thì bay quỹ đạo tròn, lớn hơn thì quỹ đạo elip, từ 11,2 km/s trở lên thì thoát khỏi Trái Đất.

Hai nước A và B cùng làm vải và lúa mì với số giờ lao động khác nhau cho mỗi đơn vị hàng. Đường giới hạn khả năng sản xuất cho thấy mỗi nước tự làm được bao nhiêu; học sinh chọn tỉ lệ lao động cho từng mặt hàng, lượng xuất khẩu và tỉ lệ trao đổi, rồi so sánh sản lượng và tiêu dùng với khi tự cung tự cấp. Phân biệt lợi thế tuyệt đối và lợi thế so sánh, thêm chi phí vận chuyển hoặc thuế quan để thấy lợi ích thương mại giảm.

Đặt cạnh nhau hai cốc HCl và một acid yếu (CH₃COOH, HCOOH, HF hoặc HClO) cùng nồng độ. Kính phóng to cho thấy các phân tử phân li hết hay chỉ một phần, kèm độ điện li α, [H⁺], pH, độ dẫn điện (đèn sáng mạnh hay yếu) và tốc độ sủi bọt khi thả Mg. Pha loãng để thấy α của acid yếu tăng lên.

Nhỏ từng giọt HCl hoặc NaOH vào hai cốc: nước cất và dung dịch đệm (CH₃COOH/CH₃COO⁻, NH₄⁺/NH₃, H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ hoặc hệ đệm carbonate của máu) rồi so sánh pH. Kính phóng to và thanh lượng chất cho thấy dạng acid và dạng base của hệ đệm chuyển hoá cho nhau, công thức Henderson–Hasselbalch pH = pKa + lg([A⁻]/[HA]) và lúc hệ đệm hết khả năng đệm.

Cộng dần các số hạng uₙ = u₁·qⁿ⁻¹ như những bước nhảy trên trục số (nghịch lí Zeno) và xem đồ thị tổng riêng Sₙ. Với |q| < 1, Sₙ tiến về S = u₁/(1 − q); với |q| ≥ 1 dãy tổng riêng phân kì. Kéo công bội q, số hạng đầu u₁, xem sai lệch |S − Sₙ| và số số hạng cần cộng.

Thí nghiệm ảo với máy đo pH: bắt đầu từ dung dịch HCl, CH₃COOH, NaOH hoặc NH₃ nồng độ C, mỗi lần pha loãng giữ lại 1 phần rồi thêm nước cất đến vạch (10 hoặc 100 lần). Bảng ghi pH sau từng lần và đồ thị pH theo lg(độ pha loãng) cho thấy acid mạnh tăng 1 đơn vị pH mỗi lần pha loãng 10 lần, acid yếu chỉ tăng khoảng 0,5, và pH không bao giờ vượt qua 7 vì có sự phân li của nước.

Thí nghiệm ảo mạch gồm nguồn E, điện trở R, tụ điện C và khoá K hai vị trí: gạt K sang 1 để nạp, sang 2 để xả tụ qua R. Vôn kế đo u_C, đồ thị u_C(t) vẽ trực tiếp và tự đánh dấu lúc u đạt mốc 63 % để đo τ, so với τ = RC. Bảng số liệu ghi t, u_C, i, điện tích q = Cu và năng lượng W = Cu²/2.

Bình cầu chứa đầy khí NH₃ úp ngược, ống dẫn nhúng vào chậu nước có phenolphthalein. Bóp ống nhỏ giọt cho vài giọt nước vào bình: NH₃ tan rất nhiều (≈ 700 thể tích/1 thể tích nước) làm áp suất trong bình tụt mạnh, nước bị đẩy lên phun thành tia màu hồng. Đổi sang khí HCl (với quỳ tím, methyl orange) hoặc khí N₂ ít tan để so sánh; đồng hồ áp suất và đồ thị p(t) hiện liên tục.

Thẻ thứ nhất: pha loãng H₂SO₄ 98% theo hai cách – rót acid vào nước (đúng: nhiệt độ tăng dần, đo bằng nhiệt kế và vẽ đồ thị theo lượng acid đã rót) hoặc rót nước vào acid (sai: nước nổi trên acid, sôi tức thì và làm acid bắn ra, kèm cảnh báo). Thẻ thứ hai: H₂SO₄ đặc làm đường hoá than thành cột carbon xốp đen và giải phóng SO₂, H₂SO₄ đặc nóng oxi hoá đồng tạo CuSO₄ và SO₂, còn H₂SO₄ loãng không tác dụng với đồng.

Con lắc lò xo nối với cần rung tạo ngoại lực tuần hoàn F = F₀cos(2πft). Học sinh thấy giai đoạn chuyển tiếp rồi dao động ổn định với tần số f của ngoại lực, kéo f qua lại để dựng đường cộng hưởng A(f) có đỉnh tại tần số riêng f₀. Đổi lực cản để thấy đỉnh cộng hưởng nhọn hay tù; tắt ngoại lực để thấy dao động tắt dần.

Đồng hồ chu kì 28 ngày chạy hết trong khoảng mười giây: bốn đường FSH, LH, estrogen và progesterone thay đổi theo ngày, buồng trứng vẽ nang trứng lớn dần rồi rụng trứng đúng lúc LH đạt đỉnh ở ngày 14, sau đó thể vàng hình thành và niêm mạc tử cung dày lên. Bật trường hợp có thụ tinh để thấy progesterone tiếp tục cao, niêm mạc được giữ lại và không có kinh nguyệt. Chuyển sang thực vật để xem hạt phấn nảy ống phấn xuống túi phôi và quá trình thụ tinh kép: một tinh tử kết hợp với trứng tạo hợp tử 2n, tinh tử còn lại kết hợp với nhân lưỡng bội tạo nội nhũ 3n.

Kích thích một neuron và theo dõi các kênh Na+, K+ mở đóng làm điện thế màng biến đổi. Học sinh đọc đồ thị điện thế hoạt động và chỉnh nồng độ ion để thấy ảnh hưởng tới sự dẫn truyền xung thần kinh. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Cành rong đuôi chó trong cốc nước dưới đèn: bọt khí O₂ thoát ra nhanh hay chậm theo cường độ ánh sáng, nồng độ CO₂ và nhiệt độ; khi tắt đèn cây chỉ hô hấp, thải CO₂. Đồ thị cường độ quang hợp tổng, hô hấp và quang hợp thực theo yếu tố đang chọn, đánh dấu điểm bù và điểm bão hoà ánh sáng; học sinh kéo thanh trượt và bật/tắt đèn ngay trong mô phỏng.

Điều chỉnh ánh sáng, độ ẩm không khí, gió và độ ẩm đất rồi quan sát khí khổng đóng hay mở, tốc độ thoát hơi nước cùng dòng nước đi lên trong mạch gỗ. Mô phỏng cho thấy cây luôn phải đánh đổi: mở khí khổng để lấy CO₂ thì mất nước, thiếu nước thì đóng lại và quang hợp giảm.

Một ứng dụng xin các quyền quen thuộc: vị trí, danh bạ, thư viện ảnh, micrô, lịch sử duyệt web, danh sách ứng dụng đã cài. Học sinh bật hoặc tắt từng quyền và kéo số ngày sử dụng, chương trình tính số điểm dữ liệu thu được theo tần suất lấy mẫu thật (vị trí nền lấy 96 lần mỗi ngày, tức 15 phút một lần) rồi vẽ vết di chuyển trên bản đồ và điền dần hồ sơ cá nhân mà bên thu thập suy ra được. Thanh trượt chia sẻ với bên thứ ba cho thấy dữ liệu đi tiếp tới bao nhiêu công ty khác.

Hai bảng HOC_SINH và LOP liên kết với nhau bằng khoá ngoài MaLop trỏ tới khoá chính MaLop của bảng LOP. Học sinh dựng truy vấn bằng các ô chọn: lấy bảng nào, có nối hai bảng không, điều kiện lọc là gì, sắp xếp theo cột nào, lấy bao nhiêu dòng. Chương trình sinh ra câu lệnh SQL tương ứng và chạy thật trên dữ liệu, nên đổi điều kiện là thấy bảng kết quả đổi theo; bấm một dòng để thấy dòng nào của bảng kia đã ghép vào.

Mỗi nghề công nghệ thông tin được mô tả bằng danh sách kĩ năng, mỗi kĩ năng cần một số giờ luyện tập nhất định. Học sinh chọn nghề rồi kéo số năm theo đuổi, số giờ học mỗi tuần và bật chế độ làm dự án thật; tổng giờ tích luỹ bằng số năm nhân 52 tuần nhân số giờ mỗi tuần, cộng thêm phần thưởng khi có dự án. Số giờ đó được rót lần lượt vào từng kĩ năng, thanh tiến trình đầy dần và bậc nghề trên trục thời gian dịch chuyển từ mới bắt đầu tới senior.

Cùng một tệp được đặt ở ba nơi: ổ đĩa của máy cá nhân, máy chủ trong trường hoặc dịch vụ lưu trữ đám mây. Học sinh bấm vào từng thiết bị để sửa tệp (số phiên bản tăng), bấm Đồng bộ để xem dữ liệu chạy trên đường truyền với thời gian tính bằng dung lượng nhân 8 chia tốc độ mạng, rồi chọn tình huống mất mạng, hỏng ổ cứng hoặc sửa tệp ở hai nơi để xem nơi lưu nào chịu được sự cố và nơi nào mất dữ liệu.

Một bộ phân lớp đơn giản học từ các mẫu có nhãn: máy tính điểm trung tâm của mỗi lớp rồi lấy đường trung trực của hai điểm đó làm ranh giới quyết định. Học sinh kéo số mẫu huấn luyện, mức nhiễu nhãn và mức lệch của dữ liệu, chương trình huấn luyện lại và đo độ chính xác trên 400 mẫu kiểm tra cố định. Khi dữ liệu huấn luyện chỉ lấy từ một nhóm, độ chính xác chung vẫn cao nhưng độ chính xác ở nhóm ít dữ liệu tụt hẳn — đó chính là thiên lệch do dữ liệu.

Đồ thị các số hạng u₁…uₙ của cấp số cộng (điểm thẳng hàng) hoặc cấp số nhân (điểm nằm trên đường cong mũ). Bấm vào một cột để xem số hạng uₖ và tổng Sₖ tính bằng công thức; chế độ lãi suất so sánh lãi đơn (cấp số cộng) với lãi kép (cấp số nhân) qua từng kỳ.

Ba chuyên đề học tập của Toán 11 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Phép biến hình: kéo ba đỉnh của tam giác hoặc kéo vectơ tịnh tiến để thấy ảnh qua phép tịnh tiến, phép quay, phép vị tự và phép đối xứng trục cùng công thức toạ độ. Lí thuyết đồ thị: kéo các đỉnh, đếm bậc, xét bài toán bảy cây cầu Euler và bấm để máy tìm đường đi hoặc chu trình Euler, tô từng cạnh theo thứ tự đi. Vẽ kĩ thuật: xoay khối hình chữ L, chữ T hoặc khối có rãnh và xem ba hình chiếu vuông góc được dựng tự động.

Kéo điểm M trên đường tròn lượng giác, điểm tương ứng chạy đồng bộ trên đồ thị y = sin x, cos x hoặc tan x. Đường y = m cắt đồ thị cho thấy nghiệm của phương trình lượng giác cơ bản, các nghiệm được đánh dấu cả trên đường tròn lẫn đồ thị kèm công thức nghiệm tổng quát.

Hình chóp đều S.ABCD (hoặc S.ABC) xoay được bằng chuột hoặc ngón tay. Mô phỏng dựng hình chiếu của cạnh bên SA (hoặc trung đoạn SM) lên mặt đáy, tô góc giữa đường thẳng và mặt phẳng, hiện tan của góc theo chiều cao và cạnh đáy; đồng thời dựng khoảng cách từ S đến đáy và từ tâm O đến mặt bên (SBC).

Đo pH của nước chanh, nước ngọt, máu, nước xà phòng và nhiều dung dịch quen thuộc bằng máy đo pH và giấy chỉ thị. Pha loãng bằng nước hoặc đổi thể tích để thấy pH thay đổi, chuyển sang chế độ hiện số mol H₃O⁺ và OH⁻ để liên hệ pH với nồng độ ion. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.