Tài liệu HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PAKMA 2002 docx

Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
2

1. Làm vic vi đ án có sn
1.1. Cài đt PAKMA lên máy tính
Mun cài đt PAKMA lên máy tính và s dng phiên bn ting Vit hoc ting Anh
thì có th làm theo 2 cách sau:
- Cài phiên bn ting c: cho thc hin tp tin Setup.exe t đa phn mm hoc t
gói phn mm đc ti t mng (qua đa ch didaktik.physik.uni-wuerzburg.de) đ cài đt
PAKMA lên đa cng. Sau đó thay th tp tin chng trình PAKMA.EXE bng tp tin vi
phiên bn ting Vit hoc ting Anh tng ng.
- Sao chép th mc PAKMA2002 t đa CD vào đa cng.
Chú ý: Mun s dng đc PAKMA thì ngi s dng phi có quyn truy cp đc
vào th mc C:\Windows\System32 ca th mc cha các tp tin h thng ca h điu hành
Windows.
1.2. Khi đng PAKMA
Phn mm PAKMA đc khi đng ging nh tt c các phn mm chy trên
Windows khác.
1.3. Giao din chính ca PAKMA

Hình 1: Giao din chính ca PAKMA
1.4. Các thành phn chính ca PAKMA
PAKMA là mt môi trng phát trin tích hp trong đó GV-HS có th lp trình, to
các đi tng đ ha… đ phc v cho nhng mc đích ca mình trong dy-hc Vt lý.
Sn phm ca phn mm PAKMA đc gi là mt đ án. Mt đ án đin hình
thng bao gm:
• Chng trình ht nhân (gi tt là chng trình nhân)
• Bng phm vi bin thiên ca các bin s xut. Nhng bin s này đc s dng đ
biu din các đi lng trong ca s xut và đc khai báo trong chng trình nhân
• Bng các giá tr đu cho các bin s
• Mt hoc nhiu ca s đ ha (gi là ca s xut d liu hay gn hn: ca s xut)
Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
3
• Tp tin s liu đo đc (thu đc khi s dng PAKMA đ đo các đi lng Vt lý
trong thí nghim). T phiên bn PAKMA 2000 b giá tr đo đc t thí nghim có
th đc lu tr chung vi chng trình nhân và các thành phn khác trong mt tp
tin đ án.
1.4.1. Chng trình nhân
Chng trình nhân đc vit theo mt ngôn ng lp trình tng t nh ngôn ng
Pascal và tuân theo mt dng nht quán đi vi mi đ án.
Chng trình nhân có cu trúc nh sau:
- Phn đu chng trình: các khai báo v hng s dùng trong chng trình nhân…
- Vòng lp chính ca chng trình: đó là vòng lp repeat… until
Ví d: chng trình nhân di đây đc dùng đ mô phng dao đng theo
phng ngang ca mt con lc lò xo
t0:=0;
dt:=0.05;
t_end:=20;
t:=0;
k:=3.5;
m:=0.5;
x:=0.2;
v:=0;
repeat
F:=-k*x;
a:=F/m;
dx:=v*dt;
dv:=a*dt
Output(t,a,F,x,v);

x_old:=x;
dx_old:=dx;
v_old:=v;
dv_old:=dv;
t:=t+dt;
x:=x+dx;
v:=v+dv;
F:=-k*x;
a:=F/m;
dx:=v*dt;
dv:=a*dt;
x:=x_old+0.5*(dx+dx_old);
v:=v_old+0.5*(dv+dv_old);
until t>t_end;

Tuy nhiên, có th s dng mt phn mm công c đc tích hp vi PAKMA là
VisEdit đ to ra chng trình nhân mà không cn quan tâm đn các câu lnh lp trình. 
m ca s son tho chng trình nhân, chn Nhp
→
Chng trình nhân.
1.4.2. Bng phm vi bin thiên ca các bin s
Khong bin thiên ca các bin s xut đc khai báo trong danh sách các khong
bin thiên. Các khong bin thiên này đc bit có ý ngha đi vi vic biu din s liu trên
các đ th hoc biu din các hình nh đng trong nhng ca s xut.

Hình 2: Bng khai báo phm vi bin thiên ca các bin s
Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
4

 m bng này, chn mc Nhp
→
Khong bin thiên. Khi đó, danh sách các bin
xut s xut hin nh Hình 2:

Có s dng chc nng t đng thay đi khong
bin thiên
Không s dng chc nng t đng thay đi
khong bin thiên
Hình 3:  th vi ch đ t đng và không t đng đi vi khong bin thiên
1.4.3. Bng giá tr đu cho các bin s
Các hng s s dng trong chng trình nhân s đc khai báo trong mt bng gi là
bng các giá tr đu.

Hình 4: Khai báo các giá tr đu
Ngoài bng các giá tr đu thì ta có th khai báo giá tr đu cho các bin trong chng
trình nhân. Nu mt bin đc khai báo giá tr c trong bng Các giá tr đu ln trong
chng trình nhân thì ch có giá tr trong chng trình nhân đc s dng.
Nu không có giá tr đu nào đc khai báo cho các bin nm  v trái ca các phép
gán thì bin đó s t đng ly giá tr 0 lúc chng trình nhân bt đu thc hin. Ví d, nu
trong chng trình nhân có dòng lnh x:=x+v*dt; thì bin x s đc t đng gán giá tr
bng 0 nu không có mt khai báo nào khác cho giá tr đu ca bin này.
1.4.4. Các ca s xut
Ca s xut đc s dng đ trình bày các kt qu thu đc t các phép đo hoc các
phép tính toán.  to mt ca s xut mi, chn Xut
→
To ca s xut mi.
Trong mt ca s xut, ta có th:
• Biu din giá tr ca các bin di dng đng h hin s; đ th; biu đ dng
hình ct hoc hình thanh hoc đng h kim.
• Biu din các phn t hot hình bng cách chn nhng lnh trong mc Hot
hình
• Nhp giá tr cho các bin s thông qua thanh cun, khoá chuyn hoc nút
bm.

Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
5


Hình 5: Mt ca s xut trong đ án v dao đng ca h 2 vt nng, 2 lò xo
1.5. Thanh công c ca PAKMA
Cng nh trong nhng ng dng Window khác, PAKMA có mt s thanh công c
dùng đ tit kim thi gian gi thc hin các lnh thông qua h thng bng chn. Hình di
đây là thanh công c chun ca PAKMA.

Hình 6: Thanh công c chun ca PAKMA
Bng 1: Các nút trong thanh công c chun và lnh tng ng
Nút Lnh tng ng Nút Lnh tng ng

Tp tin
→
M

Tng bc mt

Tp tin
→
Save

Dng

Tp tin
→
In ca s hin thi

Chn tc đ thc hin  ch đ
tái bn

Tp tin
→
Chuyn sang ch đ
thc hin

Son tho
→
Gi thc hin
VisEdit

Tp tin
→
Chuyn sang ch đ
thit k

Chn hin th các ca s xut

Thc hin đ án
→
Nh là thí
nghim thc

Chn hin th các lp đi tng
trong ca s xut

Thc hin đ án
→
Nh là tái
bn

Bt/tt đng k ô (đng li)
trong ca s xut

Thc hin đ án
→
Nh là mô
hình

Xut
→
Lu màn hình…

Thc hin đ án
→
Kích hot
đ án

Son tho
→
Ct

Thc hin

Son tho
→
Sao chép

Tm dng

Son tho
→
Dán

Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
6
1.6. M mt đ án có sn
V nguyên tc, có th m đ án ca PAKMA (tp tin có dng *.prj) bng cách nhp
đúp chut vào biu tng ca đ án trong Windows Explorer. Khi đó, Windows s gi thc
hin chng trình PAKMA và m đ án đc chn ra mt cách t đng. Tuy nhiên, nu
mun m đ án khi đã khi đng PAKMA thì hãy làm theo các bc sau:
− Chn mt tp tin đ án thích hp nht vi mc đích s dng trong các tài liu đc
cung cp cùng vi PAKMA
− Ghi li tên ca tp tin đ án đó (có đng dn th mc cn thit)
− Chn lnh Tp tin
→
M (hoc nhp chut vào nút trên thanh công c) đ m
tp tin đ án đã chn
− Nu đ án này là mt thí nghim và s liu đo đc không đc lu cùng vi tp tin
đ án thì phi ti thêm tp tin s liu đo bng cách chn lnh Tp tin
→
Ti các
thành phn
→
S liu đo.
− Cho thc hin đ án bng cách chn Thc hin đ án
→
Nh là tái bn hoc Thc
hin đ án
→
Nh là mô hình. (Nu có chn lnh Thc hin đ án
→
Hin th hp
thoi cho b đm s liu đ th thì phi khng đnh li vic thc hin đ án bng
cách nhp chut vào nút Chp nhn ca hp thoi).
1.7. Thc hin mt đ án đã m
Có nhiu cách khác nhau đ thc hin mt đ án đã m tùy theo bn cht ca đ án.
Tr vic thc hin mt thí nghim tht thì nhng ch đ thc hin khác có th dùng mt
cách tu ý. Tuy nhiên, tc đ thc hin ca các ch đ s tng dn theo th t: thí nghim
tht, tái bn, mô hình. Nói chung, PAKMA s cho thc hin mt đ án cho đn khi ht
khong thi gian khai báo hoc ht vòng lp chính trong chng trình nhân tr khi có điu
khin ngt/dng đ án ca ngi s dng (chng hn nh nhp chut vào các nút
; và
)
1.7.1. Ch đ thí nghim thc
Trong ch đ này, PAKMA s điu khin các thit b đo đc ni vi máy tính đ thu
thp s liu cn thit cho các đi lng vt lý.  làm điu này, ta thc hin lnh Thc hin
đ án
→
Nh là thí nghim thc hoc nhp chut ln lt vào các nút ; và .
Mun kt thúc đ án (cng là kt thúc quá trình đo đc) thì nhp chut vào nút .
1.7.2. Ch đ tái bn
Trong ch đ này, PAKMA s thc hin li thí nghim đc lp vi thit b thí nghim
hoc thc hin mô hình ca quá trình vt lý đã đc thit k trong chng trình nhân. (Nu
là thc hin li thí nghim thì phi ti s liu đo). Ch đ tái bn đc thc hin bng lnh:
Thc hin đ án
→
Nh là tái bn hoc thông qua các nút tt: ; và trên thanh
công c.  án s đc thc hin cho đn khi ht thi gian qui đnh trong chng trình nht
hoc khi ta nhp chut vào nút .
Có th thay đi tc đ thc hin ca đ án bng cách s dng thanh trt
.
Giá tr bng 1 ca h s này ng vi tc đ ca thí nghim trong thi gian thc.
1.7.3. Ch đ mô hình
 thc hin mt đ án theo ch đ mô hình, thc hin lnh Thc hin đ án
→
Nh
là mô hình hoc ln lt nhp chut vào các nút:
; và .
Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
7
Ngoài ra, đi vi ch đ tái bn và mô hình thì có th s dng các nút điu khin
và đ tm dng hoc thc hin đ án theo tng bc mt (ng vi khong thi gian
dt đã khai báo trong chng trình nhân).
1.8. Thc hin các sa đi đi vi mt đ án
 làm cho mt đ án có sn tr nên thích hp vi nhu cu s dng, ta có th s
− thay đi các tham s hoc các giá tr đu ca các bin: dùng hp thoi Các giá tr
đu.
− đnh li kích c mi cho các bin và đ th trong ca s xut: thay đi các khong
bin thiên ca các bin xut (Khong bin thiên).
− thay đi các phép tính toán bên trong đ án: thay đi chng trình nhân
− thêm/bt các phn t hot hình hoc các đi tng đ ha khác trong ca s xut
− thay đi các liên kt gia các phn t hot hình hoc liên kt gia các phn t hot
hình vi các bin xut.
2. Thit k các đ án
Mt đ án hoàn chnh ca PAKMA (thng đc lu thành các tp tin có dng *.prj
hoc *.pro) bao gm tt c các thành phn cn thit cho vic thc hin đ án. Nhng
môđun này là:
+ Chng trình nhân (*.pkp)
+ Mt hoc nhiu ca s xut d liu (*.out)
+ Khong bin thiên ca các bin (*.dat)
+ S liu đo đc t các thí nghim (*.mdt)
2.1. Các lnh lp trình trong chng trình nhân
2.1.1. Các toán t và phép gán
Tng t nh trong ngôn ng lp trình Pascal, PAKMA s dng mt s toán t nh
sau:
+ Toán t s hc: + (phép cng); - (phép tr); * (phép nhân); / (phép chia)
+ Toán t logic: and; or; not
+ Phép gán: :=
2.1.2. Cu trúc vòng lp repeat until
Cu trúc này to ra mt vòng lp. Các lnh bên trong vòng lp đc thc hin cho
đn khi điu kin nêu sau t khoá until đc tho mãn. Ví d, vòng lp
repeat
x:=x+dx;
output(t, x);
t:=t+dt;
until t>=20;
s cng dn vào bin x, t và xut hai bin đó ra ca s xut cho đn khi bin t đt giá
tr ln hn hay bng 20.
Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
8
Cu trúc này luôn đc s dng trong chng trình nhân ca PAKMA vì dù trong thí
nghim hay trong mô hình thì các phép đo hoc các phép tính toán đu đc thc hin
nhiu ln trong nhng khong thi gian dt nht đnh.
2.1.3. Cu trúc vòng lp for to do
Vòng lp này s kt thúc sau mt s ln lp cho trc. Ví d, vòng lp
for i:=1 to 10 do x:=x+dx;
s thc hin vic tng giá tr ca x lên mt lng là dx trong 10 ln.
2.1.4. Cu trúc điu kin if then else
Cu trúc này cho phép phân nhánh chng trình tu theo điu kin đc nêu lên
trong mnh đ if. Nu điu kin nghim đúng thì các lnh nêu trong mnh đ then s
đc thc hin, nu không, các lnh trong mnh đ else s đc thc hin.
Ví d, vi cu trúc:
if mohinh = 1
then phi_m:=phi_0*sin(omega*t)
else phi_m:=phi;
thì nu bin mohinh có giá tr là 1 thì bin phi_m s ly giá tr là
phi_0*sin(omega*t) còn nu phi_m có giá tr khác thì bin phi_m s ly giá tr là
giá tr ca bin phi.
2.1.5. Lnh xut d liu Output()hoc Ausgabe()
Lnh Output (hoc Ausgabe) dùng đ gi / xut giá ca các bin s dng trong
chng trình nhân ra ca s xut. Khi mt bin đã đc khai báo trong danh sách các tham
s ca lnh Output thì giá tr ca bin đó s có th đc hin th trong ca s xut di
nhiu dng khác nhau. Ví d, nu mô hình hoá dao đng ca con lc lò xo thì trong chng
trình nhân có th có lnh output(t, x, v, a); đ xut các bin thi gian (t), đ lch
(x) khi v trí cân bng ca qu nng, vn tc (v) và gia tc (a) ca qu nng. Sau khi đã
đc khai báo, bin t và x có th đc s dng trong đ th x-t, bin x còn có th đc s
dng trong liên kt vi phn t hot hình (lò xo, qu nng…), bin v và a s đc biu din
bng các vect tng ng trong ca s xut.
3. Làm vic vi VisEdit
3.1. Cu trúc tác đng
Cu trúc tác đng là mt dng đ th (graph) trong đó các đnh ca đ th là các hng
s hoc bin s đc trng cho các đi lng vt lý (di đây s gi tt là đi lng) còn các
cnh là nhng mi quan h/ph thuc gia các hng/bin s đó. Mi quan h nhân qu gia
các đi lng trong cu trúc đc biu din bng mt mi tên (di đây s gi là mi tên
tác đng hoc gn hn là mi tên). Trong mt mi quan h, đi lng nm  đu nhn ca
mi tên s đc tính t giá tr ca đi lng nm  gc mi tên.
Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
9

Hình 7: Ví d v cu trúc tác đng dùng đ mô hình hoá dao đng
ca mt h 2 vt gn vào 2 lò xo
T cu trúc tác đng, VisEdit s to ra chng trình nhân cho đ án PAKMA theo
thut toán tính gn đúng đc chn cùng vi mt s tùy chn đc khai báo trc.
3.2. Khi đng VisEdit
Có nhiu cách khác nhau đ khi đng VisEdit:
− Khi đng VisEdit nh là mt ng dng ca Windows: qua menu  nút Start
trên thanh tác v (task bar), qua shortcut ca VisEdit, …
− Khi đng VisEdit t PAKMA: thông qua lnh Son tho → Load VisEdit
hoc nhp chut vào nút
trên thanh công c chun ca PAKMA.
3.3. Giao din ca VisEdit
Giao din ca VisEdit có dng nh hình v. Giao din này bao gm thanh menu,
thanh công c và phn dùng đ son tho cu trúc tác đng.

Hình 8: Mt phn ca giao din VisEdit
3.4. Các biu tng đc s dng trong cu trúc tác đng
3.4.1. Hng s
Trong VisEdit, hng s là mt bin s có giá tr xác đnh và không thay đi
trong quá trình thc hin chng trình nhân (ví d: khi lng ca các vt, đ cng
ca lò xo, gia tc trng trng…). Biu tng ca hng s là mt hình tròn. Bên
trong hình tròn là tên ca hng s. Phía ngoài hình tròn là mô t ngn gn v hng s đó.
Hp thoi dùng đ khai báo mt hng s có dng:
Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
10

Hình 9: Khai báo cho hng s
3.4.2. i lng hàm
i lng hàm là mt đi lng mà giá tr ca nó đc tính t mt hay
nhiu đi lng khác bng mt phép gán trc tip (ví d nh lc đàn hi ca lò
xo; đng nng ca vt chuyn đng; th nng đàn hi ca lò xo…). i lng
hàm đc biu din bng biu tng nh hình bên cnh. Mun khai báo thông tin cho đi
lng hàm thì nhp đúp chut vào biu tng ca đi lng. Hp thoi đ khai báo các
thuc tính ca đo lng hàm s xut hin.
Ví d, nu F là lc đàn hi ca lò xo có đ cng k ng vi đ lch x khi v trí cân
bng thì ta nhp vào ô công thc: -f*x.


Hình 10: Khai báo công thc tính cho cho đi lng hàm
3.4.3. i lng tích phân
i lng tích phân (integrated quality) là đi lng đc tính bng
cách cng dn giá tr sau nhng khong thi gian dt cho trc. Ví d, sau
mt khong thi gian dt thì vn tc ca mt vt bin thiên đc mt
lng là dv=a.dt. Khi đó, v là mt đi lng tích phân và đc vit di
dng câu lnh v := v + a*dt hoc v := v+dv (vi dv := a*dt). Vic khai báo thông s cho đi
lng tích phân đc thc hin tng t nh vi đi lng hàm, ch khác là ta ch cn nhp
công thc đ tính phn bin phân ca đi lng. Ví d, vi đi lng vn tc  trên thì ta
ch cn nhp phn a*dt trong công thc vì đó chính là phn bin phân dv ca vn tc v.
Hng dn s dng PAKMA - Tài liu bi dng giáo viên Vt lý THPT
11

Hình 11: Khai báo công thc cho đi lng tích phân
3.4.4. B phát sinh s kin
B phát sinh s kin (trigger) ch đc dùng đ phc v cho vic chuyn giao
giá tr. Biu tng ca b phát sinh s kin có dng nh hình bên. Bng khai báo dành
cho b phát sinh s kin có dng nh Hình 12. Khi bm mt phím ch cái (a đn z)
trên bàn phím thì trigger s nhn mt trong bn giá tr s nguyên (1 đn 4). Nhng giá tr
này s đóng vai trò là nhng giá tr dùng trong các điu kin logic ca vic chuyn giao giá
tr đã nói  phn trên.

Hình 12: Khai báo cho b phát sinh s kin
3.5. Ví d v vic thit k cu trúc tác đng
Ví d trong phn này s tng bc xây dng mt cu trúc tác đng dùng cho mô hình
ca mt con lc lò xo (chính xác hn là mt qu nng treo vào mt lò xo).
3.5.1. Xác đnh nhng đi lng cn thit nht cho mô hình
 mô hình hoá con lc lò xo ta cn có nhng đi lng ti thiu là: khi lng m
ca qu nng; đ cng k và lc đàn hi f ca lò xo; gia tc a; vn tc v và đ lch x khi v
trí cân bng ca qu nng. Nhng đi lng khác nh đng nng; th nng; c nng… có
th cha cn phi xét đn. Mi quan h gia nhng đi lng này là nh sau:
- Lc đàn hi f đc tính t đ cng k và đ lch x khi v trí cân bng theo đnh lut
Hooke f = - k.x
- Gia tc a đc tính t công thc ca đnh lut 2 Newton: a = f/m
- Vn tc v ca vt là mt đi lng tích phân theo a: v = v+a*dt

Xem chi tiết: Tài liệu HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PAKMA 2002 docx