Mô phỏng Lớp 10

Vòng chu kì tế bào G1 → S → G2 → M với kim chỉ pha đang diễn ra, ba điểm kiểm soát và đồ thị hàm lượng DNA; bên cạnh là tế bào hoạt hình: nhiễm sắc thể nhân đôi ở pha S, co xoắn ở kì đầu, xếp hàng ở kì giữa, tách về hai cực ở kì sau, hình thành hai tế bào con ở kì cuối. Học sinh chọn bộ nhiễm sắc thể 2n, tốc độ, bấm vào vòng để nhảy pha hoặc dừng ở điểm kiểm soát.

Ba chuyên đề học tập của Sinh học 10 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Công nghệ tế bào: nuôi cấy mô thực vật, đổi tỉ lệ auxin/cytokinin trong môi trường để mẫu tạo mô sẹo, tạo chồi hay ra rễ và đếm số cây con nhân được qua các chu kì. Công nghệ enzyme: bình phản ứng có enzyme cố định, tốc độ phản ứng theo phương trình Michaelis – Menten và theo nhiệt độ, pH. Công nghệ vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm: bể hiếu khí có sục khí, mật độ vi khuẩn tăng và chỉ số BOD của nước thải giảm theo thời gian.

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 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.

Sơ đồ khối của một hệ thống kĩ thuật quen thuộc (bình nóng lạnh, điều hoà, nồi cơm điện, bể nước có phao) chạy theo thời gian thực: khối đặt giá trị, khối điều khiển, đối tượng và đầu ra, cùng đường phản hồi đưa giá trị đo được quay lại bộ điều khiển. Học sinh đặt giá trị mong muốn, bật hoặc tắt mạch phản hồi, bấm Gây nhiễu để mở nước lạnh hay mở cửa phòng, rồi so hai đồ thị: hệ kín bám sát giá trị đặt còn hệ hở vượt xa và mất kiểm soát.

Mô hình cầu giàn thép bốn khoang với gối cố định một đầu và gối di động một đầu. Học sinh chọn kiểu giàn (Warren, Pratt, Howe), vật liệu, tiết diện thanh và đặt tải lên một nút bất kì của dàn dưới bằng cách bấm vào nút đó. Mô phỏng giải bài toán cân bằng nút để tính lực trong từng thanh, tô màu đỏ cho thanh chịu kéo và màu xanh cho thanh chịu nén, vẽ độ dày thanh theo độ lớn lực, tính ứng suất σ = F/A và so với ứng suất cho phép. Bấm Tăng tải dần để tìm tải trọng làm thanh đầu tiên bị phá hỏng.

Bản đồ khí áp với một trung tâm áp cao (C) và một trung tâm áp thấp (T) kéo được, các đường đẳng áp vẽ tự động. Các phần tử không khí chuyển động từ nơi áp cao về nơi áp thấp và bị lực Cô-ri-ô-lit làm lệch hướng (lệch phải ở Bắc bán cầu, lệch trái ở Nam bán cầu) tạo xoáy nghịch quanh áp cao và xoáy thuận quanh áp thấp; đổi độ chênh khí áp, vĩ độ, bán cầu và ma sát để thấy tốc độ, hướng gió thay đổi. Ô dưới: lát cắt frông lạnh (không khí lạnh chui xuống đẩy không khí nóng lên cao, mưa dông) hoặc frông nóng (không khí nóng trườn lên, mưa dầm).

Bản đồ thế giới tự vẽ chia 24 múi giờ (mỗi múi 15° kinh tuyến), có kinh tuyến gốc 0° và đường chuyển ngày quốc tế 180°. Kéo Mặt Trời trên bản đồ hoặc bấm Chạy để thời gian trôi: vùng ban đêm dịch chuyển, giờ và ngày của các thành phố (Luân Đôn, Hà Nội, Tô-ky-ô, Niu Y-oóc, Xit-ni, Mát-xcơ-va) cập nhật. Kéo điểm quan sát đến vị trí bất kì để đọc múi giờ, giờ địa phương, giờ Mặt Trời mọc, lặn và độ dài ngày theo vĩ độ và ngày trong năm.

Lát cắt vỏ Trái Đất với các lớp đá nằm ngang. Chọn nén ép (hai mảng xô vào nhau làm đá uốn nếp thành nếp lồi, nếp lõm) hoặc tách giãn (đá bị đứt gãy, tạo địa luỹ và địa hào) rồi bấm Chạy: nội lực nâng địa hình lên theo tốc độ mm/năm, đồng thời ngoại lực phong hoá – xâm thực bào mòn đỉnh núi và bồi tụ vật liệu xuống chỗ trũng thành đồng bằng. Kéo chuột trên lát cắt để tự nâng hoặc hạ một đoạn vỏ; bảng số liệu hiện thời gian, độ cao đỉnh, bề dày lớp bị bào mòn và lớp bồi tụ.

Bề mặt cong của Trái Đất được trải phẳng theo ba phép chiếu: hình trụ đứng (giữ đúng góc và hình dạng nhưng phóng đại diện tích về phía hai cực), hình nón đứng (đúng ở vùng vĩ độ trung bình) và phương vị cực (đúng ở quanh cực). Bấm vào bản đồ hoặc kéo thanh vĩ độ để đặt vòng tròn chuẩn bán kính 800 km rồi bấm Chạy: vòng tròn di chuyển từ Xích đạo về cực và phình to dần theo hệ số phóng đại diện tích. Bảng số liệu so sánh diện tích Greenland (2,17 triệu km²) với châu Phi (30,3 triệu km²) theo diện tích thật và theo diện tích vẽ trên phép chiếu đang chọn.

Bản đồ một lục địa giả định có biển ở phía tây: trục dọc là vĩ độ từ Xích đạo lên 80°, trục ngang là khoảng cách vào sâu trong lục địa. Kéo điểm khảo sát trên bản đồ hoặc kéo thanh độ cao rồi xem bảng bên phải: vòng đai nhiệt, đới khí hậu, nhóm đất và thảm thực vật luôn thay đổi đồng bộ với nhau. Đi theo vĩ độ là quy luật địa đới; lên cao (đai cao, nhiệt độ giảm 0,6 °C mỗi 100 m) và đi sâu vào lục địa (địa ô, mưa giảm và biên độ nhiệt tăng) là quy luật phi địa đới. Bấm Chạy để máy tự đi hết tuyến của quy luật đang chọn.

Dải trên là lát cắt từ Xích đạo đến cực: thảm thực vật và nhóm đất thay đổi thành các đới nằm song song theo vĩ độ cùng với đường nhiệt độ trung bình năm và lượng mưa. Dải dưới là một ngọn núi ở vĩ độ đang chọn: cứ lên cao 100 m nhiệt độ giảm khoảng 0,6 °C nên các vành đai thực vật lặp lại theo độ cao giống như khi đi về phía cực. Bấm vào lát cắt hoặc vào sườn núi, kéo thanh vĩ độ, độ cao, lượng mưa hoặc bấm Chạy để leo núi tự động; bảng số liệu hiện nhiệt độ, lượng mưa, kiểu thảm thực vật, nhóm đất và giới hạn của sinh quyển.

Tháp dân số theo nhóm tuổi 5 năm (nam bên trái, nữ bên phải) với ba kiểu: mở rộng (đáy rộng, dân số trẻ, tăng nhanh), ổn định (thân đều, tăng chậm) và thu hẹp (đáy hẹp, dân số già, giảm). Kéo thanh tỉ suất sinh, tỉ suất tử rồi bấm Chạy: dân số được dự báo từng năm theo phương pháp thành phần (sinh vào nhóm 0–4, tử theo từng tuổi, lên nhóm tuổi trên), tháp đổi dạng dần; hiện tổng dân số, tỉ suất gia tăng tự nhiên, tỉ lệ ba nhóm tuổi và kiểu tháp hiện tại.

Nhìn từ trên cực Bắc: sức hút của Mặt Trăng và Mặt Trời làm nước đại dương dồn thành hai bướu triều; Trái Đất tự quay nên một điểm ven bờ (chấm đỏ) gặp nước lớn, nước ròng khoảng 2 lần mỗi ngày (chu kì 12 giờ 25 phút). Kéo Mặt Trăng trên quỹ đạo: khi Mặt Trăng, Mặt Trời, Trái Đất thẳng hàng (không trăng, trăng tròn) là triều cường, khi vuông góc (trăng bán nguyệt) là triều kém; đồ thị mực nước 3 ngày cập nhật liên tục. Ô dưới: sóng biển do gió, đổi tốc độ gió và độ sâu để thấy chiều cao, bước sóng, chu kì và hiện tượng sóng bạc đầu khi vào bờ.

Hai xe khối lượng m₁, m₂ chuyển động với vận tốc v₁, v₂ trên đệm khí rồi va chạm đàn hồi hoặc mềm (dính vào nhau). Đồ thị động lượng p₁, p₂ và tổng p theo thời gian cho thấy tổng động lượng không đổi; bảng so sánh động lượng và động năng trước – sau va chạm. Kéo xe để đổi vị trí xuất phát.

Trục Trái Đất nghiêng 23,5° nên độ cao Mặt Trời lúc giữa trưa và độ dài ngày đổi theo vĩ độ và theo ngày trong năm. Chọn nơi quan sát và ngày để xem đường đi của Mặt Trời trên bầu trời, giải thích vì sao Việt Nam có hai lần Mặt Trời qua thiên đỉnh còn vùng cực có ngày trắng đêm đen.

Giản đồ enthalpy theo tiến trình phản ứng: chất phản ứng vượt hàng rào năng lượng hoạt hoá Ea rồi xuống mức sản phẩm (toả nhiệt, ΔH < 0) hoặc lên mức cao hơn (thu nhiệt, ΔH > 0). Bên cạnh là cốc dung dịch với nhiệt kế thay đổi theo nhiệt lượng q = n·|ΔH|. Học sinh chọn phản ứng có ΔrH°298 thật trong SGK, kéo đỉnh để đổi Ea, bật xúc tác để thấy đường phản ứng thấp hơn.

Chọn F₂, Cl₂, Br₂ hay I₂ rồi kéo nhiệt độ: bình chứa hiện đúng màu và đúng trạng thái của đơn chất theo nhiệt độ nóng chảy – nhiệt độ sôi thật. Bấm Chạy phản ứng để cho halogen tác dụng với Fe nung đỏ, với H₂ hoặc với dung dịch NaCl, NaBr, NaI: mô phỏng cho biết phản ứng có xảy ra không, cần điều kiện gì, hiện phương trình hoá học và màu dung dịch sau phản ứng. Học sinh thấy tính oxi hoá giảm dần F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂ và halogen mạnh đẩy halogen yếu ra khỏi muối.

Hai nguyên tử tiến lại gần nhau: kim loại nhường hẳn electron cho phi kim tạo ion trái dấu hút nhau (liên kết ion), hoặc hai phi kim góp chung cặp electron (liên kết cộng hoá trị, lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn nếu phân cực). Học sinh chọn phân tử, xem hiệu độ âm điện Δχ trên thang 0,4 – 1,7, công thức Lewis và loại liên kết.

Nhỏ dung dịch AgNO₃ vào các dung dịch NaF, NaCl, NaBr, NaI. Mô phỏng hiện đúng màu kết tủa (AgCl trắng, AgBr vàng nhạt, AgI vàng, F⁻ không kết tủa) và cho thử tiếp bằng NH₃ dư – chỉ AgCl tan, đây chính là cách phân biệt bốn ion trong phòng thí nghiệm.

Chọn cặp nguyên tử rồi kéo chúng lại gần nhau để xem lực hút, lực đẩy và đồ thị thế năng theo khoảng cách. Học sinh tìm khoảng cách cân bằng và so sánh độ mạnh tương tác giữa các cặp nguyên tử khác nhau. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Thêm bớt neutron để tạo các đồng vị của một nguyên tố rồi xem tỉ lệ của chúng trong tự nhiên. Học sinh tự trộn hỗn hợp đồng vị và tính nguyên tử khối trung bình, so với giá trị trong bảng tuần hoàn. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Bắn electron vào nguyên tử hydrogen và so sánh dự đoán của các mô hình Thomson, Rutherford, Bohr và mô hình hiện đại. Học sinh quan sát vạch quang phổ phát ra khi electron chuyển giữa các mức năng lượng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đổi độ âm điện của các nguyên tử trong phân tử hai, ba nguyên tử và xem mật độ điện tích dịch về phía nào. Học sinh đặt phân tử vào điện trường để kiểm tra phân tử đó có cực hay không cực. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.