Lý thuyết Làm quen với Vật lí (Kết nối tri thức 2024) Vật lí 10

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 1: Làm quen với Vật lí

A. Lý thuyết Làm quen với Vật lí

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

- Vật lí là môn khoa học tự nhiên có đối tượng nghiên cứu tập trung vào các dạng vận động vật chất, năng lượng.

- Các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí rất đa dạng như: Cơ học, Điện học, Điện từ học, Quang học, Âm học, Nhiệt học, Nhiệt động lực học, Vật lí nguyên tử và hạt nhân, Vật lý lượng tử, Thuyết tương đối.

Điện học và Điện từ học

Âm học

Vật lí lượng tử

Quang học

Cơ học

Thuyết tương đối

- Quá trình học tập môn Vật Lí giúp em hình thành, phát triển năng lực Vật lí với những biểu hiện như:

+ Có kiến thức, kĩ năng cơ bản về Vật lí.

+ Vận dụng kiến thức Vật lí để khám phá, giải quyết các vấn đề trong cuộc sống.

+ Nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân.

II. Quá trình phát triển của Vật lí

Sơ đồ dưới đây thể hiện ba mốc thời gian quan trình trong quá trình phát triển của Vật lí bao gồm: giai đoạn Tiền Vật lí, Vật lí cổ điển, Vật lí hiện đại.

III. Vai trò của Vật lí đối với khoa học, kỹ thuật và công nghệ

- Vật lí được coi là cơ sở của khoa học tự nhiên. Các khái niệm, định luật, nguyên lí của vật lí thường được dùng để giải thích cơ chế của các hiện tượng tự nhiên từ trong thế giới sinh học đến các phản ứng hóa học đến các hiện tượng trong vũ trụ.

- Có rất nhiều lĩnh vực liên môn như Vật lí sinh học, Vật lí địa lý, Vật lí thiên văn, Hóa lí, Sinh học lượng tử, Hóa học lượng tử.

- Vật lí là cơ sở của công nghệ.

+ Máy hơi nước James Watt (Giêm Oát) ra đời năm 1765 dựa trên nghiên cứu về Nhiệt của Vật lí. Sáng chế này đã tạo nên bước khởi đầu cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, thay thế sức lực cơ bắp bằng sức lực máy móc.

James Watt (1736 – 1819)

Máy hơi nước

+ Năm 1831, việc Faraday phát hiện hiện tượng cảm ứng điện từ giúp cho máy phát điện ra đời và cũng là cơ sở cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai vào cuối thế kỉ XIX. Đặc trưng của cuộc cách mạng công nghiệp lần hai là sự xuất hiện ngày càng nhiều các thiết bị dùng điện.

Michael Faraday (1791 -1867

Thí nghiệm nổi tiếng năm 1831 nổi tiếng của Michael Faraday cho thấy

 cảm ứng điện từ giữa các cuộn dây

+ Vào những năm 70 của thế kỉ XX, nhờ những thành tựu nghiên cứu về điện tử, chất bán dẫn và vi mạch, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba được diễn ra với đặc trưng là tự động hóa trong quá trình sản xuất.

Chip bán dẫn

+ Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư được cho là bắt đầu vào đầu thế kỉ XXI với đặc trưng là sử dụng trí tuệ nhân tạo, robot, internet toàn cầu, công nghệ vật liệu siêu nhỏ, bóng đèn thông minh, điện thoại thông minh, nhà ở thông minh.

Vạn vật kết nối và trí tuệ nhân tạo

Quá trình phát triển khoa học kỹ thuật thông qua 4 cuộc cách mạng công nghiệp

- Mọi thiết bị mà con người sử dụng hằng ngày đều ít nhiều gắn bó với các thành tự Vật lí. Tuy nhiên việc ứng dụng những thành tựu vào công nghệ không chỉ mang lại lợi ích cho nhân loại mà còn làm ô nhiễm môi trường sống, hủy hoại hệ sinh thái nếu không sử dụng đúng phương pháp, đúng mục đích.

IV. Phương pháp nghiên cứu Vật lí:

1. Phương pháp thực nghiệm

- Đây là phương pháp quan trọng trong Vật lí. Quy trình của phương pháp thực nghiệm gồm 5 bước

2. Phương pháp mô hình

- Phương pháp này dùng để giải thích các tính chất của vật thật, tìm ra cơ chế hoạt động của nó.

- Dưới đây là một số phương pháp mô hình thường thấy ở trường phổ thông

+ Mô hình vật chất: Đó là các vật thu nhỏ hoặc phóng to của vật thật, có một số đặc điểm của vật thật. Ví dụ: Quả địa cầu là mô hình thu nhỏ của Trái đất, hệ Mặt trời là mô hình phóng to của mẫu nguyên tử của Rutherford.

Mô hình thu nhỏ của Trái Đất

Mô hình phóng to của mẫu nguyên tử của Rutherford.

+ Mô hình lý thuyết: Xem ô tô đang chạy trên đường dài là chất điểm, dùng tia sáng để biểu diễn đường truyền của ánh sáng.

Mô hình tia sáng

+ Mô hình toán học: Dùng công thức, phương trình, đồ thị, kí hiệu,.. của Toán học để mô tả đặc điểm của các đối tượng nghiên cứu; dùng vectơ để mô tả đại lượng có hướng như lực, độ dịch chuyển,..

- Tùy vào từng loại mô hình mà có các quá trình xây dựng và sử dụng mô hình khác nhau. Tuy nhiên, việc xây dựng mỗi loại mô hình cần theo các bước sau:

+ Xác định đối tượng cần mô hình hóa

+ Đưa ra các mô hình khác nhau để thử nghiệm

+ Kiểm tra sự phù hợp của các mô hình với kết quả cho bởi thí nghiệm, thực tế, lí thuyết.

+ Kết luận về mô hình

Sơ đồ của phương pháp mô hình

B. Trắc nghiệm Làm quen với Vật lí

Câu 1: Nhờ việc khám phá ra hiện tượng nào sau đây của nhà vật lí Faraday mà sau đó các máy phát điện ra đời, mở đầu cho kỉ nguyên sử dụng điện năng của nhân loại?

A. Hiện tượng hóa hơi.

B. Hiện tượng biến dạng cơ của vật rắn.

C. Sự nở vì nhiệt của vật rắn.

D. Hiện tượng cảm ứng điện từ.

Câu 2: Nêu các phương pháp nghiên cứu thường được sử dụng trong Vật lí?

A. Phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình.

B. Phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, phương pháp quan sát và suy luận.

C. Phương pháp thực nghiệm, phương pháp quan sát và suy luận.

D. Phương pháp mô hình, phương pháp quan sát và suy luận.

Câu 4: Các loại mô hình nào sau đây là các mô hình thường dùng trong trường phổ thông?

A. Mô hình vật chất.

B. Mô hình lí thuyết.

C. Mô hình toán học.

D. Cả ba mô hình trên.

Đáp án đúng là: D

Các loại mô hình thường dùng trong trường phổ thông là:

Mô hình vật chất: mô hình thu nhỏ Trái Đất,…

Mô hình lí thuyết: coi chuyển động của vật là chất điểm, mô hình tia sáng,…

Mô hình toán học: các công thức, phương trình, đồ thị, kí hiệu,…

Câu 5: Phương pháp thực nghiệm có các bước thực hiện nào sau đây?

A. Xác định vấn đề cần nghiên cứu. Quan sát, thu thập thông tin. Đưa ra dự doánd. Thí nghiệm kiểm tra dự đoán. Kết luận

B. Xác định đối tượng cần được mô hình hóa. Xây dựng mô hình giả thuyết. Kiểm tra sự phù hợp của các mô hình. Điều chỉnh lại mô hình nếu cần. Kết luận.

C. Quan sát. Lập luận. Kết luận.

D. Không có đáp án nào trong các đáp án trên.