Lý thuyết Giới thiệu mục đích học tập môn Vật lí (Cánh diều 2024) Vật lí 10

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài mở đầu: Giới thiệu mục đích học tập môn Vật lí

A. Lý thuyết Bài mở đầu: Giới thiệu mục đích học tập môn Vật lí

I. Đối tượng nghiên cứu của vật lí học và mục tiêu của môn vật lí

- Vật lí học là ngành khoa học nghiên cứu về chất, năng lượng và mối quan hệ giữa chúng. Các nhà vật lí nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên khác nhau. Mục tiêu là mô tả được quy luật vận động của thế giới vật chất quanh ta.

- Trong nhà trường phổ thông, học tập tốt môn Vật lí sẽ có được những kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về: mô hình hệ vật lí, năng lượng và sóng, lực và trường.

- Mặt khác, tri thức thu nhận được qua môn Vật lí cũng góp phần giúp bạn nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân, định hướng được nghề nghiệp và có kế hoạch học tập, rèn luyện đáp ứng yêu cầu của nghề nghiệp mà bạn sẽ thực hiện trong tương lai.

II. Vật lí với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ.

1. Vật lí với cuộc sống.

- Trong cuộc sống, tri thức vật lí có ảnh hưởng rất rộng, là cơ sở khoa học để chế tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của rất nhiều vật dụng.

Lò vi sóng

Điện thoại

2.Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ.

- Vật lí học là một ngành khoa học có quan hệ mật thiết và là nền tảng cho nhiều ngành khoa học, kĩ thuật, công nghệ. Nhiều thành tựu của Vật lí học đã được ứng dụng rộng rãi, làm tiền đề cho các cuộc cách mạng công nghiệp.

Vật lí với sự phát triển công nghệ nanô.

- Các nhà Vật lí đã đạt được những kết quả nghiên cứu đột phá về các đối tượng có kích thước cỡ nanômét, cách kiểm soát năng lượng và chuyển động ở cấp độ nguyên tử.

Vật liệu nano

Vật lí với sự phát triển laser và y học.

- Những nghiên cứu về bức xạ ánh sáng đã giúp các nhà vật lí phát hiện ra một loại bức xạ có độ đơn sắc, độ kết hợp và tính định hướng cao, đó là tia laser.

Vật lí với sự phát triển giao thông

- Những tiến bộ trong nghiên cứu Vật lí lượng tử và Vật lí bán dẫn đã góp phần tạo ra công nghệ chế tạo pin và acquy thế hệ mới có thể lưu trữ năng lượng nhiều hơn. Điều này đã thúc đẩy ngành sản xuất ô tô điện, tạo ra các phương tiện giao thông thân thiện với môi trường.

Vật lí với sự phát triển bền vững.

- Những thành quả trong nghiên cứu vật lý bán dẫn và phát triển các loại vật liệu mới cho phép tạo ra những ngôi nhà sử dụng năng lượng mặt trời, nhờ đó giảm đáng kể nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

                                           

III. Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

Phương pháp nghiên cứu vật lí:

- Vật lí học sử dụng phương pháp nghiên cứu tuân theo cùng một tiến trình như các ngành khoa học tự nhiên khác.

- Phương pháp nghiên cứu khoa học được cụ thể hóa thành phương pháp tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.

Ví dụ về kiến thức được hình thành từ quan sát thực nghiệm

- Từ quan sát thu được: vật chắn ánh sáng nên tạo ra bóng. Ánh sáng truyền theo đường thẳng.

Ví dụ về kiến thức được hình thành từ suy luận dựa trên kiến thức đã biết.

IV. Sai số khi đo các đại lượng vật lí

- Trong vật lí tất cả các phép đo đều chỉ có một độ tin cậy nhất định, ngoài ra sẽ có độ không tin cậy được gọi là sai số. Sai số trong một phép đo khoa học là không thể tránh khỏi đối với tất cả các phép đo.

- Trong các phép đo, cần đảm bảo sai số càng nhỏ càng tốt.

1. Sai số ngẫu nhiên.

- Sai số ngẫu nhiên là kết quả của những thay đổi trong các lần đo do các điều kiện thay đổi ngẫu nhiên gây ra.

- Sai số ngẫu nhiên có giá trị khác nhau trong các lần đo.

- Thực hiện đo lặp đi, lặp lại nhiều lần sẽ làm giảm nhưng không thể loại bỏ được hết sai số ngẫu nhiên.

2. Sai số hệ thống.

- Sai số hệ thống là sai số có giá trị không đổi trong các lần đo, được tiến hành bằng cùng dụng cụ và phương pháp đo.

- Khác với sai số ngẫu nhiên, không thể làm giảm sai số hệ thống bằng cách đo lặp đi lặp lại, mà phải cải tiến dụng cụ hoặc phương pháp đo.

3. Giá trị trung bình

Giá trị trung bình của đại lượng A sau n lần đo: $\overline{A}=\frac{A_1+A_2+\mathrm{...}+A_n}{n}$ 

4. Sai số của phép đo

- Giá trị tuyệt đối của hiệu số giữa giá trị trung bình và giá trị của mỗi lần đo được gọi là sai số tuyệt đối ứng với lần đo đó.

$\Delta A_1=\left|\overline{A}-A_1\right|;\Delta A_2=\left|\overline{A}-A_2\right|;\Delta A_3=\left|\overline{A}-A_3\right|\mathrm{...}$

- Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo được tính bằng:

$\Delta \overline{A}=\frac{\Delta A_1+\Delta A_2+\mathrm{...}+\Delta A_n}{n}$

- Sai số tuyệt đối của phép đo là: $\Delta A=\Delta \overline{A}+\Delta A^{\text{'}}$ (Với $\Delta A^{\text{'}}$ là sai số hệ thống)

5. Viết kết quả phép đo.

- Kết quả đo một đại lượng nào đó được biểu diễn dưới dạng một khoảng giá trị có chứa giá trị thực của đại lượng A:

$(\overline{A}-\Delta A)\le A\le (\overline{A}+\Delta A)$

- Kết quả trên có thể viết dưới dạng: $\Delta A=\Delta \overline{A}\pm \Delta A$

Chú ý:

- Các chữ số có nghĩa:

+ Các chữ số khác 0

+ Các chữ số 0 giữa hai chữ số khác 0

+ Chữ số 0 ở bên phải của dấu thập phân và một chữ số khác 0.

- Sai số tuyệt đối $\Delta A$ thường được viết đến một hoặc hai chữ số có nghĩa. Còn giá trị trung bình $\overline{A}$ được viết đến bậc thập phân tương ứng.

6. Sai số tỉ đối

- Sai số tỉ đối là tỉ số (tính ra phần trăm) giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình của đại lượng cần đo:

$\delta A=\frac{\Delta A}{\overline{A}}x100\%$

- Sai số tỉ đối càng nhỏ, phép đo càng chính xác.

Chú ý:

- Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiêu bằng tổng sai số tuyệt đối của các số hạng

- Sai số tỉ đối của một tích hay thương bằng tổng sai số tỉ đối của các thừa số.

 V. Một số quy định về an toàn

- Các kí hiệu an toàn ở bảng 2 cảnh báo về những nguy cơ có thể xảy ra ở nơi có bảng ghi các kí hiệu này.

B. Trắc nghiệm Bài mở đầu: Giới thiệu mục đích học tập môn Vật lí

Câu 1: Kết quả sai số tuyệt đối của một phép đo là 1,0220. Số chữ số có nghĩa là

A. 4.

B. 3.

C. 2.

D. 1.

Đáp án: A

Giải thích:

- Các chữ số có nghĩa:

+ Các chữ số khác 0

+ Các chữ số 0 giữa hai chữ số khác 0

+ Chữ số 0 ở bên phải của dấu thập phân và một chữ số khác 0

Vậy kết quả 1,0220 có 4 chữ số có nghĩa.

Câu 2: Vấn đề được hình thành từ suy luận dựa trên lý thuyết đã biết là:

A. Định luật vạn vật hấp dẫn.

B. Hiện tượng phản xạ âm.

C. Âm thanh không truyền được trong chân không.

D. Ánh sáng truyền đi theo đường thẳng.

Đáp án: C

Giải thích:

A – Định luật vạn vật hấp dẫn được Newton xây dựng xuất phát từ quan sát sự rơi của các vật và nhận thấy chúng đều rơi về phía Trái Đất.

B – Hiện tượng phản xạ âm được hình thành bởi quan sát thực nghiệm: khi ta hét to trong hang động hay trong các phòng có diện tích lớn và trống thì ta nghe được tiếng của chính ta vọng lại.

C – Đặt một chuông điện trong một bình thủy tinh kín (hình 8). Cho chuông điện kêu rồi dùng máy bơm hút dần không khí ra khỏi bình. Khi không khí trong bình càng ít, tiếng chuông nghe được càng nhỏ. Đến khi trong bình gần như hết không khí, cũng gần như không nghe được tiếng chuông nữa. Sau đó, nếu cho không khí vào bình, bạn lại nghe được tiếng chuông.

Vậy trong chân không, sóng âm có truyền được không?

Ta biết rằng, sóng âm truyền được trong chất rắn, lỏng, khí vì các phân tử tạo nên các chất ấy đã dao động và truyền sóng âm từ nguồn âm ra xung quanh. Như vậy, nếu không có các phân tử dao động thì sóng âm không truyền được từ nguồn âm ra xung quanh.

 Từ đây có thể suy luận rằng: vì trong chân không có các phần tử dao động nên sóng âm không truyền được trong chân không.

D – Từ quan sát thu được: vật chắn ánh sáng nên tạo ra bóng. Vậy ánh sáng truyền theo đường cong hay đường thẳng? Sau đó, đưa ra giả thuyết: ánh sáng truyền theo đường thẳng.

Câu 3: Đâu là cách viết kết quả đo đúng:

A. $A=\overline{A}+\Delta A$.

B. $A=\overline{A}-\Delta A$.

C. $A=\overline{A}\pm \Delta A$.

D. $A=\overline{A}:\Delta A$.

Đáp án: C

Giải thích:

Cách viết kết quả đo đúng là: $A=\overline{A}\pm \Delta A$

Câu 4: Dùng một thước đo có chia độ đến milimét, đo 5 lần khoảng cách d giữa hai điểm A và B đều cho cùng một giá trị 1,245 m. Kết quả đo được viết:

A. d = (1245 ± 2) mm.

B. d = (1,245 ± 0,001) m.

C. d = (1245 ± 3) mm.

D. d = (1,245 ± 0,0005) m.

Đáp án: D

Giải thích:

Ta có:

- Giá trị trung bình: d = 1,245 m.

- Sai số ngẫu nhiên: $\overline{\Delta d}=0$

- Sai số hệ thống bằng nửa độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ: Δd′ = 0,0005 m

$\Rightarrow$ Sai số của phép đo: $\Delta d=\overline{\Delta d}+\Delta d\text{'}=0+0,0005=0,0005$ m

$\Rightarrow$ Kết quả của phép đo: d = (1,245 ± 0,0005) m

Câu 5: Chọn phát biểu sai khi nói về sai số ngẫu nhiên

A. Sai số ngẫu nhiên là kết quả của những thay đổi trong các lần đo do các điều kiện thay đổi ngẫu nhiên (thời tiết, độ ẩm, thiết bị, …) gây ra.

B. Thực hiện đo lặp đi, lặp lại nhiều lần sẽ làm giảm sai số ngẫu nhiên.

C. Có thể loại bỏ hoàn toàn sai số ngẫu nhiên khi đo các đại lượng vật lí.

D. Sai số ngẫu nhiên có giá trị khác nhau trong các lần đo.

Đáp án: C

Giải thích:

Thực hiện đo lặp đi, lặp lại nhiều lần sẽ làm giảm nhưng không thể loại bỏ được hết sai số ngẫu nhiên.

Câu 6: Ngành Vật lí học là ngành khoa học nghiên cứu về:

A. Chất.

B. Năng lượng.

C. Mối quan hệ giữa chất và năng lượng.

D. Tất cả các phương án trên.

Đáp án: D

Giải thích:

Ngành Vật lí học là ngành khoa học nghiên cứu về chất, năng lượng và mối quan hệ giữa chúng.

 

Câu 7: Nội dung của môn Vật Lí trong nhà trường phổ thông là 

A. Mô hình hệ vật lí.

B. Năng lượng và sóng.

C. Lực và trường.

D. Mô hình hệ vật lí, năng lượng và sóng, lực và trường.

Đáp án: D

Giải thích:

Trong nhà trường phổ thông, học tập môn Vật lí sẽ giúp bạn có những kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về: mô hình hệ vật lí, năng lượng và sóng, lực và trường.

Câu 8: Đối tượng nào sau đây không phải là đối tượng nghiên cứu của môn vật lí.

A. Tấm pin năng lượng mặt trời.

B. Hiện tượng quang hợp.

C. Nguyên lí hoạt động của lò vi sóng.

D. Ô tô điện.

Đáp án: B

Giải thích:

Hiện tượng quang hợp là đối tượng liên quan tới thu nhận và chuyển hóa ánh sáng Mặt Trời, thuộc lĩnh vực Sinh học.

Câu 9: Bước nào sau đây không có trong phương pháp tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

A. Quan sát, suy luận.

B. Đề xuất vấn đề.

C. Hình thành giả thuyết.

D. Xây dựng kế hoạch kiểm tra giả thuyết.

Đáp án: D

Giải thích:

Phương pháp tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí được thực hiện theo tiến trình gồm các bước:

Bước 1: Quan sát, suy luận.

Bước 2: Đề xuất vấn đề.

Bước 3: Hình thành giả thuyết.

Bước 4: Kiểm tra giả thuyết

Bước 5: Rút ra kết luận.

Câu 10: Đâu là sai số ngẫu nhiên khi đo tốc độ bằng đồng hồ bấm giây và thước đo chiều dài?

A. Thao tác bấm đồng hồ.

B. Vị trí đặt mắt nhìn thước.

C. Điều kiện thời tiết khi đo.

D. Tất cả các phương án trên.

Đáp án: D

Giải thích:

Sai số ngẫu nhiên là kết quả của những thay đổi trong các lần đo do các điều kiện thay đổi ngẫu nhiên gây ra. Giá trị những sai lệch này khác nhau trong các lần đo. Tất cả các yếu tố như: thao tác bấm đồng hồ, vị trí đặt mắt nhìn thước, điều kiện thời tiết khi đo đều là các sai số ngẫu nhiên.

Câu 11: Chọn phát biểu đúng về sai số tỉ đối:

A. Công thức tính sai số tỉ đối là: $\delta A=\frac{\Delta A}{\overline{A}}x100\%$.

B. Sai số tỉ đối càng lớn, phép đo càng chính xác.

C. Sai số tỉ đối là tích giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình của đại lượng cần đo.

D. Sai số tỉ đối là tỉ số giữa sai số hệ thống và giá trị trung bình của đại lượng cần đo.

Đáp án: A

Giải thích:

Công thức tính sai số tỉ đối là: $\delta A=\frac{\Delta A}{\overline{A}}x100\%$.

Câu 12: Tích của 10,5 m; 17 m và 20,18 m là:

A. 3602,13 m3.

B. 3,6021.103 m3.

C. 3,602.103 m3.

D. 3,6.103 m3.

Đáp án: D

Giải thích:

Tích của các giá trị đo là: 10,5 x 17 x 20,18 = 3602,13 m3.

Kết quả cuối cùng của các phép tính nhân (chia) có cùng số chữ số có nghĩa với số hạng có ít chữ số có nghĩa nhất được sử dụng trong các phép tính. Số 17 có ít chữ số có nghĩa nhất nên kết quả của phép tính được viết là 3,6.103 m3.

Câu 13: Biển báo dưới đây có ý nghĩa gì?

A. Biển cảnh báo chất độc.

B. Biển cảnh báo nguy cơ dễ cháy.

C. Biển cảnh báo bề mặt nóng.

D. Biển báo đeo mặt nạ phòng độc.

Đáp án: B

Giải thích:

Cảnh báo các khu vực nguy hiểm: hình tam giác đều, viền đen hoặc đỏ, nền vàng.

Biển báo trên là biển cảnh báo nguy cơ dễ cháy

Câu 14: Biển báo dưới đây có ý nghĩa gì?

A. Biển cảnh báo chất độc.

B. Biển cảnh báo nguy cơ dễ cháy.

C. Biển cảnh báo bề mặt nóng.

D. Biển báo đeo mặt nạ phòng độc.

Đáp án: D

Giải thích:

Biển báo có dạng nền trắng. Biển báo trên là biển báo đeo mặt nạ phòng độc

Câu 15: Biển báo nào dưới đây là biển cảnh báo chất độc:

A. 

B. 

C. 

D. 

Đáp án: A

Giải thích:

A – Biển cảnh báo chất độc.

B – Biển cảnh báo chất phóng xạ.

C – Biển cảnh báo nguy hiểm về điện.

D – Biển cảnh báo hóa chất ăn mòn.