Giải Lý 10 Bài 1: Khái quát về môn Vật lí CTST
Mở đầu trang 5 SGK Vật Lí 10 CTST
Ở cấp trung học cơ sở, các em đã tìm hiểu về: lực, năng lượng, âm thanh, ánh sáng,
điện, từ, …; tất cả đều thuộc môn Vật lí. Tuy nhiên, trước khi bắt đầu vào chương
trình Vật lí cấp Trung học phổ thông, các em cần trả lời: Vật lí nghiên cứu gì?
Nghiên cứu vật lí để làm gì? Nghiên cứu vật lí bằng cách nào? Lời giải
- Vật lí nghiên cứu: các dạng vận động của vật chất và năng lượng
- Nghiên cứu vật lí để: 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.
- Ở trường học, khi 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.
- Nghiên cứu vật lí bằng hai phương pháp: phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết.
1. Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Câu 1 trang 5 SGK Vật lí 10 CTST: Nêu đối tượng nghiên cứu tương ứng với
từng phân ngành sau của Vật lí: cơ, ánh sáng, điện, từ. Lời giải
- Đối tượng nghiên cứu với phân ngành vật lí cơ là nghiên cứu về chuyển động của
vật chất trong không gian và thời gian dưới tác dụng của các lực và những hệ quả
của chúng lên môi trường xung quanh. Ví dụ:
+ Các loại chuyển động cơ: chuyển động thẳng, chuyển động biến đổi, chuyển động tròn…
+ Các loại lực cơ học: lực ma sát, trọng lực, lực đàn hồi, …
+ Các định luật bảo toàn: bảo toàn cơ năng, bảo toàn động lượng, … Các dạng năng lượng
- Đối tượng nghiên cứu với phân ngành vật lí ánh sáng là nghiên cứu các tính chất
và hoạt động của ánh sáng, bao gồm tương tác của nó với vật chất và cách chế tạo ra
các dụng cụ nhằm sử dụng hoặc phát hiện nó. Phạm vi của quang học thường
nghiên cứu ở bước sóng khả kiến, tử ngoại, và hồng ngoại. Bởi vì ánh sáng là sóng
điện từ, những dạng khác của bức xạ điện từ như tia X, sóng vi ba, và sóng vô tuyến
cũng thể hiện các tính chất tương tự.
+ Định luật về sự truyền thẳng của tia sáng, định luật khúc xạ, phản xạ, …
+ Hiện tượng giao thoa ánh sáng
+ Hiện tượng tán sắc ánh sáng
- Đối tượng nghiên cứu với phân ngành vật lí điện là nghiên cứu các hiện tượng về điện. Ví dụ:
+ Các loại điện tích, sự tương tác của điện tích
+ Các dòng điện trong các môi trường
+ Dòng điện một chiều, xoay chiều, một pha, ba pha
- Đối tượng nghiên cứu với phân ngành vật lí từ là nghiên cứu về hiện tượng hút và
đẩy của các chất và hợp chất gây ra bởi từ tính của chúng. Ví dụ: + Vật liệu từ tính + Các loại nam châm + Từ trường
Câu 2 trang 6 SGK Vật lí 10 CTST: Quan sát hình 1.2, thảo luận để nêu thế nào là cấp độ vi mô, vĩ mô. Lời giải
- Cấp độ vi mô: nghiên cứu các hạt, phản hạt, các điện tích, các vật liệu có kích
thước vô cùng nhỏ, muốn quan sát chúng phải có các dụng cụ hỗ trợ, đồng thời
nghiên cứu sự tương tác, chuyển động, năng lượng của chúng.
- Cấp độ vĩ mô: nghiên cứu các hiện tượng chuyển động, năng lượng, … của các đối
tượng có kích thước mà mắt thường có thể nhìn được, nghiên cứu sự chuyển động
của các hành tinh, quy luật vận động của hệ mặt trời, …
Câu 3 trang 7 SGK Vật lí 10 CTST: Trình bày một số ví dụ khác để minh họa cho
phương pháp thực nghiệm trong Vật lí. Lời giải Ví dụ:
- Nghiên cứu về chuyển động rơi tự do của vật bằng cách thực hiện các thí nghiệm
thả rơi vật ở các độ cao khác nhau, các vật khác nhau (khối lượng, hình dạng, kích thước).
- Nghiên cứu về sự truyền thẳng của tia sáng.
Câu 4 trang 8 sGK Vật lí 10 CTST: Nêu nhận định về vai trò của thí nghiệm trong
phương pháp thực nghiệm và xác định điểm cốt lõi của phương pháp lí thuyết. Lời giải
- Phương pháp thực nghiệm dùng thí nghiệm để phát hiện kết quả mới giúp kiểm
chứng, hoàn thiện, bổ sung hay bác bỏ giả thuyết nào đó. Kết quả mới này cần được
giải thích bằng lí thuyết đã biết hoặc lí thuyết mới.
- Phương pháp lí thuyết sử dụng ngôn ngữ toán học và suy luận lí thuyết để phát
hiện một kết quả mới. Kết quả mới này cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm.
- Hai phương pháp hỗ trợ cho nhau, trong đó phương pháp thực nghiệm có tính quyết định.
Luyện tập trang 9 SGK Vật lí 10 CTST: Hãy sơ đồ hóa quá trình tìm hiểu thế giới
tự nhiên dưới góc độ Vật lí. Lời giải
2. Ảnh hưởng của Vật lí đến một số lĩnh vực
Câu 5 trang 10 SGK Vật lí 10 CTST: Quan sát hình 1.5 và phân tích ảnh hưởng
của Vật lí trong một số lĩnh vực. Từ đó, trình bày ưu điểm của việc ứng dụng Vật lí
vào đời sống so với các phương pháp truyền thống ở các lĩnh vực trên. Lời giải Lĩnh Truyền thống Ứng dụng Vật lí vực Thông
Dùng bồ câu đưa thư: dễ bị
Dùng internet (gửi mail, tin nhắn, điện tin liên
thất lạc, phụ thuộc vào điều
thoại…): nhanh, đơn giản, hiệu quả, độ lạc
kiện khí hậu, tình trạng sức
chính xác gần như tuyệt đối.
khỏe của bồ câu, tốc độ chậm. Chẩn
Bắt mạch thủ công, phụ
Dùng thiết bị y tế chuyên dụng: độ chính đoán
thuộc và trình độ của người
xác cao, cho kết quả nhanh chóng, từ đó bệnh
thầy thuốc, độ chính xác
có phương án xử lí kịp thời. không cao. Quy Dùng sức lao động thủ
Dùng quy trình sản xuất dây chuyền: trình
công của con người: năng
mẫu mã đẹp, nhanh, gọn, năng suất cao. đóng
suất không cao, tiến độ gói
chậm, mẫu mã không đẹp. Quan
Quan sát bằng mắt thường:
Sử dụng các thiết bị hiện đại (vệ tinh, sát thiên
phán đoán các hiện tượng kính thiên văn…) cho kết quả chính xác, văn
một cách cảm tính, dựa trên
xác định được quy luật vận động, quỹ
kinh nghiệm là chính, độ
đạo chuyển động của các hành tinh, đưa chính xác không cao.
ra các dự báo về thiên nhiên có độ chính xác cao.
Câu 6 trang 10 SGK Vật lí 10 CTST: Hãy nêu và phân tích một số ứng dụng khác
của Vật lí trong đời sống hằng ngày. Lời giải
Một số ứng dụng khác của Vật lí trong đòi sống hằng ngày:
- Sản xuất ô tô điện: hiện nay con người đã và đang dần thay thế các dòng xe ô tô
chạy bằng xăng, dầu sang dòng xe chạy bằng điện để nâng cao hiệu suất sử dụng và
bảo vệ môi trường ít bị ô nhiễm bởi khí thải.
- Sử dụng internet để trao đổi thông tin: thông tin được truyền đi nhanh chóng, chính xác.
- Ứng dụng Vật lí vào sản xuất nông nghiệp: nâng cao hiệu quả sản xuất, không phụ thuộc vào sức người.
- Ứng dụng Vật lí vào khám, chữa bệnh.
Luyện tập trang 11 SGK Vật lí 10 CTST: Có ý kiến nhận định điện năng là thành
tựu cốt lõi và huyết mạch của Vật lí cho nền văn minh của nhân loại. Hình 1.8 cho
thấy các châu lục sáng rực về đêm. Trình bày quan điểm của em về nhận định này. Lời giải
Quan điểm cá nhân: không chỉ điện năng góp phần phát triển cho nền văn minh
nhân loại mà còn có các dạng năng lượng khác quan trọng không kém. Tuy nhiên
điện năng được ứng dụng hầu như trong mọi thiết bị sinh hoạt, cũng như phục vụ
cuộc sống của con người.
Khi con người nghiên cứu ra điện năng, chuyển đổi các dạng năng lượng khác thành
điện năng (từ năng lượng gió, nước, mặt trời, địa nhiệt, hạt nhân, …) thì nền văn
minh của nhân loại bước sang một trang mới.
Vận dụng trang 11 SGK Vật lí 10 CTST: Tìm hiểu để viết bài thuyết trình ngắn
về quá trình sản xuất, truyền tải và lợi ích của điện năng. Lời giải
- Quá trình sản xuất, truyền tải điện năng từ nhà máy thủy điện
+ Nước được dự trữ trong hồ chứa, khi cổng kiểm soát được mở ra, nước chảy theo
đường ống dẫn xuống làm quay tua bin của máy phát điện, điện năng được sinh ra
đưa vào máy biến thế, sau đó được đến các trạm biến áp, và được truyền tải đi đến
nơi tiêu thụ thông qua hệ thống điện lưới quốc gia.
- Lợi ích của điện năng:
+ Phục vụ cuộc sống sản xuất, sinh hoạt của con người: chạy các thiết bị máy móc,
thắp sáng hệ thống đèn, …
+ Phục vụ cho công việc nghiên cứu khoa học.
+ Phục vụ cho việc khám chữa bệnh, nhu cầu vui chơi giải trí, …
Bài tập trang 11 SGK Vật lí 10 CTST
Bài 1: Vào đầu thế kỉ XX, J.J.Thomson (Tôm - xơn) đã đề xuất mô hình cấu tạo
nguyên tử gồm các electron phân bố đều trong một khối điện dương kết cấu tựa như
khối mây. Để kiểm chứng giả thuyết này, E.Rutherford (Rơ-dơ-pho) đã sử dụng tia
alpha gồm các hạt mang điện dương bắn vào các nguyên tử kim loại vàng (Hình
1P.1). Kết quả của thí nghiệm đã bác bỏ giả thuyết của J.J.Thomson, đồng thời đã
giúp khám phá ra hạt nhân nguyên tử. E.Rutherford đã vận dụng phương pháp
nghiên cứu nào để nghiên cứu vấn đề này? Giải thích. Lời giải
E.Rutherford đã vận dụng phương pháp lí thuyết kết hợp với phương pháp thực
nghiệm. Ông dùng suy luận lí thuyết để phát hiện một kết quả mới. Kết quả này cần
kiểm chứng bằng thực nghiệm. Do đó, ông dùng thí nghiệm để kiểm chứng, hoàn
thiện, bổ sung và bác bỏ giả thuyết mà ông đã đưa ra. Kết quả thí nghiệm đã được
giải thích bằng lí thuyết mới.
Bài 2: Tìm hiểu thực tế một số thiết bị vật lí dùng trong y tế để chẩn đoán, đo lường và chữa bệnh.
Gợi ý: Các thiết bị quang học của bệnh viện mắt, của các phòng khám bệnh chẩn
đoán bằng hình ảnh, … Lời giải
Một số thiết bị vật lí dùng trong y tế là: Máy đo khúc xạ, máy nội soi, máy chụp X –
quang, máy chụp cắt lớp vi tính (CT), máy chụp cộng hưởng từ (MRI),...