Lý thuyết Vật lý 10 bài 1: Khái quát về môn Vật Lý CTST

Sách Chân trời sáng tạo

Chúng tôi xin giới thiệu bài Lý thuyết Vật lý lớp 10 bài 1: Khái quát về môn Vật Lý được VnDoc sưu tầm và tổng hợp các câu hỏi lí thuyết và trắc nghiệm có đáp án đi kèm nằm trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 10 sách chân trời sáng tạo. Mời quý thầy cô cùng các bạn tham khảo tài liệu dưới đây.

Bài 1: Khái quát về môn Vật Lý

A. Lý thuyết Vật lý 10 bài 1
- 1. Đối tượng - Mục tiêu - Phương pháp nghiên cứu Vật lý
- 2. Ảnh hưởng của Vật Lý đến một số lĩnh vực trong đời sống và sản xuất
B. Bài tập minh họa Vật lý 10 bài 1
C. Trắc nghiệm Vật lý 10 bài 1

A. Lý thuyết Vật lý 10 bài 1

1. Đối tượng - Mục tiêu - Phương pháp nghiên cứu Vật lý

a. Đối tượng nghiên cứu của Vật lý

- Vật lý là môn khoa học tìm hiểu về thế giới tự nhiên. Trong tiếng Hy Lạp, "Vật Lí" cũng có nghĩa là "Kiến thức về tự nhiên”.

- Ngày nay, Vật lý được phân làm rất nhiều lĩnh vực, nhiều ứng với từng phân ngành sau phân ngành.

- Khi xem xét nội dung nghiên cứu thuộc các của Vật lý, ta có kết luận sau: Đối tượng nghiên cứu của Vật lý gồm: các dạng vận động của VẬT CHẤT và NĂNG LƯỢNG

Vào năm 1905, nhà vật lí vĩ đại Albert Einstein (An-be Anh-xtanh) đã đưa ra được biểu thức mô tả mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng.

b. Mục tiêu của Vật lí

- Theo các Từ điển bách khoa về Khoa học:

+ Mục tiêu của Vật lí là khám phá ra quy luật tổng quát nhất chi phối sự vận động của vật chất và năng lượng, cũng như tương tác giữa chúng ở mọi cấp độ: vi mô, vĩ mô.

+ Đến thời điểm hiện nay, tuy Vật lí chưa đạt tới mục tiêu này, nhưng các định luật vật li được tìm ra đã và đang không chỉ giúp loài người giải thích mà còn tiên đoán được rất nhiều hiện tượng tự nhiên. Việc vận dụng các định luật này rất đa dạng, phong phú và có ý nghĩa thiết thực trong đời sống và nghiên cứu khoa học.

+ Học tập môn Vật lí giúp học sinh hiểu được các quy luật của tự nhiên, vận dụng kiến thức vào cuộc sống, từ đó hình thành các năng lực khoa học và công nghệ. Những người có năng khiếu và đam mê có thể học tiếp lên các bậc cao hơn để trở thành các nhà khoa học trong lĩnh vực Vật lí.

c. Phương pháp nghiên cứu của Vật lí

- Phương pháp nghiên cứu của Khoa học nói chung và Vật lí nói riêng được hình thành qua các thời kì phát triển của nền văn minh nhân loại, bao gồm hai phương pháp chính: phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết

- Phương pháp thực nghiệm

+ Thí nghiệm về sự rơi của vật được thực hiện bởi Galileo Galilei (Ga-li-lê-ô Ga-li-lê) tại đỉnh tháp nghiêng Pisa cao 57 m (nước Ý) là một ví dụ minh hoạ cho phương pháp thực nghiệm. Tại đây, Galileo Galilei đã thả rơi hai vật có khối lượng khác nhau (nhưng cùng hình dạng). Kết quả cho thấy hai vật rơi và chạm đất cùng lúc.

+ Nhờ kết quả từ thí nghiệm này, Galileo Galilei đã bác bỏ được nhận định của Aristotle (A-ri-xtốt) (384 trước CN - 322 trước CN) (một triết học gia lỗi lạc thời Hy Lạp cổ đại) cho rằng việc vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ là bản chất tự nhiên của các vật.

+ Ở cấp Trung học cơ sở, các em đã có cơ hội thực hành một số thí nghiệm trong môn Khoa học tự nhiên. Đây chính là các trường hợp đơn giản của phương pháp thực nghiệm trong Vật lí.

- Phương pháp lí thuyết

+ Trong quá trình nghiên cứu khoa học, việc hình thành các giả thuyết khoa học là vô cùng quan trọng. Lí thuyết vật lí được xây dựng dựa trên các quan sát ban đầu và trực giác của các nhà vật lí, trong nhiều trường hợp có tính định hướng và dàn dit cho thực nghiệm kiểm chứng. Một ví dụ cụ thể cho phương pháp lí thuyết trong Vật lí là công trình dự đoán sự tồn tại của Hải Vương tinh trong hệ Mặt Trời (Hình 1.4), được thực hiện độc lập bởi các nhà vật lí Johann Gottfried Galle (Gio-han Gót-pho-rai Ga-lo) (1812-1910), Urbain Jean Joseph Le Verrier (O-ban Giên Gio-sép Lo Va-ri-e) (1811 - 1877) và John Couch Adams (Giôn Cốp A-đam-xơ) (1819 – 1892) vào thế kỉ XIX.

+ Hải Vương tình không thể quan sát được bằng kính thiên văn một cách thuần tuý vào thời đại đó. Việc phát hiện ra Hải Vương tỉnh là nhờ các nhà thiên văn học tiến hành phân tích các dữ liệu liên quan đến chuyển động của Thiên Vương tỉnh, họ nhận thấy vị trí của Thiên Vương tinh bị nhiễu loạn khi quan sát vị trí của nó, Thiên Vương tinh không ở đúng vị trí mà các phương trình toán học nghiên cứu chuyển động tiên đoán.

+ Vào giai đoạn đó, có nhiều giả thuyết về sự không chính xác vị trí của Thiên Vương tinh, một số người còn cho là định luật hấp dẫn của Newton (Niu-tơn) (1643 - 1727) không còn đúng ở khoảng cách quá xa so với Mặt Trời.

+ Vấn đề quỹ đạo của Thiên Vương tỉnh đã khiến các nhà thiên văn học bắt đầu nghĩ có một hành tinh khác xa hơn, có thể ảnh hưởng đến chuyển động của Thiên Vương tinh. Nhà thiên văn học người Pháp Urbain Le Verrier sử dụng toán học để xác định hành tinh bí ẩn này, và cho ra kết quả vào tháng 6 năm 1845. Nhà thiên văn học người Anh John Couch Adams cũng làm việc trên lí thuyết này cho ra một kết quả tương tự. Giả thuyết về một hành tinh khác ở gần Thiên Vương tinh được sử dụng và qua tính toán, các nhà thiên văn học định hướng được vị trí quan sát trên bầu trời để xác định hành tinh này. Lí thuyết này đã có thành công rực rỡ vào ngày 23 tháng 9 năm 1946, Galle đã sử dụng các tính toán của Le Verrier để tìm ra Hài Vượng tinh, chỉ lệch 1° so với các tính toán của Le Verrier. Hành tinh này cũng được xác định lệch 12° so với các tính toán của Adams.

+ Việc hình thành lí thuyết dẫn dắt các thực nghiệm kiểm chứng phụ thuộc rất nhiều yếu tố, các dữ liệu quan sát ban đầu, trực giác của nhà khoa học, sự hoàn thiện của công cụ toán học, tính toán tỉ mỉ,... Sự chuẩn xác của lí thuyết luôn phải được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Chỉ cần một kết quả thực nghiệm không phù hợp với lí thuyết thì lí thuyết đó hoàn toàn bị bác bỏ, các nhà khoa học lại tiếp tục hành trình xây dựng lại giả thuyết và lí thuyết mới phù hợp với thực nghiệm. Đó là con đường nghiên cứu khoa học.

2. Ảnh hưởng của Vật Lý đến một số lĩnh vực trong đời sống và sản xuất

a. Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực

- Thông tin liên lạc: Ngày nay, nền tảng internet kết hợp với điện thoại thông minh và một số thiết bị công nghệ đã tạo ra một phương tiện thông tin liên lạc vô cùng hữu ích. Tin tức, âm thanh, hình ảnh được truyền đi nhanh chóng đến mọi nơi trên thế giới. Nhờ đó, khoảng cách địa lí không còn là trở ngại và thế giới hiện nay ngày càng trở nên “phẳng” hơn.

- Y tế: Các phương pháp chẩn đoán và chữa bệnh có áp dụng kiến thức vật lí như phép nội soi, chụp X-quang, chụp cắt lớp vi tính (CT), chụp cộng hưởng từ (MRI), xạ trị... đã giúp cho việc chẩn đoán và chữa trị của bác sĩ đạt hiệu quả cao. Nhờ đó, sức khoẻ của con người ngày càng tăng. Tuổi thọ trung bình của người Việt Nam vào năm 2020 là 73,7 tuổi (theo Cục thống kê).

- Công nghiệp: Vật lí là động lực của các cuộc cách mạng công nghiệp. Nhờ vậy, nền sản xuất thủ công nhỏ lẻ được chuyển thành nền sản xuất dây chuyền, tự động hoá. Từ đó giải phóng sức lao động của con người. Hiện nay, công nghiệp sản xuất đang bước vào thời kì 4.0 với cốt lõi là Internet vạn vật và điện toán đám mây.

- Nông nghiệp: Việc ứng dụng những thành tựu của Vật lí đã chuyển đổi quá trình canh tác truyền thống thành các phương pháp hiện đại với năng suất vượt trội nhờ vào máy móc cơ khí tự động hoá. Ngoài ra, việc tạo ra các giống cây trồng có đặc tính ưu việc dựa vào đột biến bằng việc chiếu xạ cũng ngày càng phổ biến. Công nghệ cảm biến không dây cũng giúp cho quá trình kiểm soát chất lượng nông sản.

- Nghiên cứu khoa học: Vật lí đã giúp cải tiến thiết bị và phương pháp nghiên cứu của rất nhiều ngành khoa học.

Ví dụ: Kính hiển vi điện tử phóng lớn ảnh hàng trăm nghìn lần giúp quan sát vi khuẩn, virus; nhiễu xạ tia X giúp khám phá cấu trúc của phần tử DNA; máy quang phổ giúp xác định cấu tạo hoá học;...

Trong chính môn Vật lí, việc tìm hiểu kiến thức vật lí cũng tạo ra những phương pháp mới, những thiết bị hiện đại, tối tấn giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về vật chất, năng lượng, vũ trụ. Một trong những thành tựu nổi bật là kính thiên văn không gian Hubble (Hớp-bon) (HST) bay quanh Trái Đất ở độ cao hơn 600 km. Kính này đã chụp được ảnh của thiên hà cách xa Trái Đất hơn 13 tỉ năm ánh sáng và tạo được kho dữ liệu khổng lồ về không gian và vũ trụ.

⇒ Vật lí ảnh hưởng mạnh mẽ và có tác động làm thay đổi mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Dựa trên nền tảng vật lí, các công nghệ mới được sáng tạo với tốc độ vũ bão.

⇒ Kiến thức vật lí trong các phân ngành được áp dụng kết hợp để tạo ra kết quả tối ưu. Các kĩ năng vật lí như tính chính xác, đúng thời điểm và thời lượng, quan sát, suy luận nhạy bén,... đã thành kĩ năng sống cần có của con người hiện đại.

B. Bài tập minh họa Vật lý 10 bài 1

Bài 1: Vật lý nghiên cứu gì? Nghiên cứu vật lý để làm gì? Nghiên cứu vật lý bằng cách nào?

Hướng dẫn giải

- Vật lý là môn khoa học tìm hiểu về thế giới tự nhiên.

- Đối tượng nghiên cứu của Vật lý gồm: các dạng vận động của vật chất và năng lượng.

- Mục tiêu của Vật lý là khám phá ra quy luật tổng quát nhất chi phối sự vận động của vật chất và năng lượng, cũng như tương tác giữa chúng ở mọi cấp độ: vi mô, vĩ mô.

- Có thể nghiên cứu vật lý bằng phương pháp thực nghiệm hoặc phương pháp lý thuyết.

Bài 2: Học tốt môn Vật lý sẽ giúp ích những gì cho bạn?

Hướng dẫn giải

- Học tốt môn Vật lý sẽ giúp bạn rèn luyện, phát triển nhân cách của mình. Đồng thời bạn sẽ có được những kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về: mô hình vật lí; năng lượng và sóng; lực và trường.

- Bạn sẽ có thể vận dụng được một số kĩ năng mà các nhà khoa học thường dùng trong nghiên cứu khoa học để khám phá, giải quyết vấn đề dưới góc độ vật lí.

- Giúp bạn nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân, định hướng nghề nghiệp.

Bài 3: Dựa vào định luật vật lý nào của Newton để giải thích sự tương tác giữa các thiên thể?

Hướng dẫn giải

Sự tương tác giữa các thiên thể được giải thích dựa vào định luật I (Chuyển động quán tính) của Newton, chuyển động quán tính có nội dung như sau:

+ Dưới tác dụng của các lực cân bằng, một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều, chuyển động này được gọi là chuyển động quán tính

+ Khi có lực tác dụng, mọi vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột được vì có quán tính