Khởi động trang 7

Đề bài: Hình bên là các nhà vật lí tiêu biểu cho mỗi giai đoạn phát triển khoa học và công nghệ của nhân loại. Em đã biết gì về các nhà khoa học này?

Lời giải:

Dựa vào hình trong SGK, ba nhà vật lí tiêu biểu là:

• Galilei (Ga-li-lê) (1564 – 1642): là cha đẻ của phương pháp thực nghiệm. Ông đã làm thí nghiệm thả rơi hai quả cầu kim loại từ tháp nghiêng Pisa để chứng minh các vật rơi nhanh như nhau, không phụ thuộc nặng nhẹ.
• Newton (Niu-tơn) (1642 – 1727): là người tìm ra định luật vạn vật hấp dẫn, đặt nền móng cho cơ học cổ điển.
• Einstein (Anh-xtanh) (1879 – 1955): là người tìm ra thuyết tương đối và công thức nổi tiếng $E = mc^2$.

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

Câu hỏi 1 trang 7

Đề bài: Hãy kể tên các lĩnh vực vật lí mà em đã được học ở cấp Trung học cơ sở.

Lời giải:

Ở cấp Trung học cơ sở, em đã được học các lĩnh vực vật lí sau: Cơ học, Điện học, Quang học, Âm học, Nhiệt học.

Câu hỏi 2 trang 7

Đề bài: Em thích nhất lĩnh vực nào của Vật lí? Tại sao?

Lời giải:

Đây là câu hỏi mở, em tự trả lời theo sở thích của mình. Ví dụ:

Em thích nhất lĩnh vực Quang học vì nó giúp em giải thích được nhiều hiện tượng thú vị trong đời sống như: vì sao có cầu vồng sau cơn mưa, vì sao bầu trời có màu xanh, hay vì sao ta nhìn thấy được mọi vật xung quanh.

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

Câu hỏi 1 trang 8

Đề bài: Hãy nêu tên một số thiết bị có ứng dụng các kiến thức về nhiệt.

Lời giải:

Một số thiết bị có ứng dụng kiến thức về nhiệt: nồi cơm điện, bàn là (bàn ủi), máy sấy tóc, lò vi sóng, bếp từ, ấm đun nước siêu tốc, máy điều hoà, tủ lạnh, máy nước nóng.

Câu hỏi 2 trang 8

Đề bài: Theo em, việc sử dụng máy hơi nước nói riêng và động cơ nhiệt nói chung có những hạn chế nào?

Lời giải:

Việc sử dụng máy hơi nước và động cơ nhiệt có những hạn chế sau:

• Hiệu suất thấp: phần lớn năng lượng bị thất thoát dưới dạng nhiệt ra môi trường, chỉ một phần nhỏ chuyển thành công có ích.
• Gây ô nhiễm môi trường: khi đốt nhiên liệu (than, dầu,…) sẽ thải ra khói bụi và khí độc, làm ô nhiễm không khí.
• Tiêu tốn nhiều nhiên liệu: trong khi nguồn nhiên liệu hoá thạch ngày càng cạn kiệt.
• Cồng kềnh, ồn ào khi vận hành.

Câu hỏi 1 trang 8 (cột bên phải)

Đề bài: Cơ chế của các phản ứng hoá học được giải thích dựa trên kiến thức thuộc lĩnh vực nào của Vật lí?

Lời giải:

Cơ chế của các phản ứng hoá học được giải thích dựa trên kiến thức thuộc lĩnh vực Vật lí nguyên tử và hạt nhân (nghiên cứu về cấu tạo nguyên tử, electron, liên kết giữa các nguyên tử,…).

Câu hỏi 2 trang 8 (cột bên phải)

Đề bài: Kiến thức về từ trường Trái Đất được dùng để giải thích đặc điểm nào của loài chim di trú?

Lời giải:

Kiến thức về từ trường Trái Đất được dùng để giải thích khả năng định hướng đường bay của các loài chim di trú. Chim cảm nhận được từ trường Trái Đất và dùng nó như một “la bàn tự nhiên” để bay đúng hướng trên quãng đường dài hàng nghìn ki-lô-mét mà không bị lạc.

Câu hỏi 3 trang 8

Đề bài: Sự tương tác giữa các thiên thể được giải thích dựa vào định luật vật lí nào của Newton?

Lời giải:

Sự tương tác giữa các thiên thể (Mặt Trời, Trái Đất, Mặt Trăng, các hành tinh,…) được giải thích dựa vào định luật vạn vật hấp dẫn của Newton.

Câu hỏi 4 trang 8

Đề bài: Hãy nêu thêm ví dụ về việc dùng kiến thức vật lí để giải thích hiện tượng tự nhiên mà các em đã học.

Lời giải:

Một số ví dụ về việc dùng kiến thức vật lí để giải thích hiện tượng tự nhiên:

• Dùng kiến thức về sự bay hơi và ngưng tụ để giải thích hiện tượng mưa.
• Dùng kiến thức về khúc xạ ánh sáng để giải thích hiện tượng cầu vồng sau cơn mưa.
• Dùng kiến thức về sự truyền âm để giải thích vì sao ta nghe thấy tiếng sấm sau khi nhìn thấy tia chớp.
• Dùng kiến thức về lực hấp dẫn để giải thích vì sao các vật luôn rơi xuống đất.

Câu hỏi trang 8 (về động cơ điện)

Đề bài: Theo em, sử dụng động cơ điện có những ưu điểm vượt trội nào so với sử dụng máy hơi nước?

Lời giải:

So với máy hơi nước, động cơ điện có những ưu điểm vượt trội sau:

• Hiệu suất cao hơn: ít thất thoát năng lượng hơn nhiều so với động cơ nhiệt.
• Không gây ô nhiễm tại nơi sử dụng: không thải khói bụi hay khí độc.
• Gọn nhẹ, vận hành êm, ít tiếng ồn.
• Dễ điều khiển (bật, tắt, thay đổi tốc độ chỉ bằng các nút bấm).
• Sử dụng được nguồn điện đa dạng, có thể từ năng lượng tái tạo (gió, mặt trời, thuỷ điện,…) thay vì chỉ dựa vào nhiên liệu hoá thạch.

Câu hỏi trang 9

Đề bài: Hãy kể tên một số nhà máy tự động hoá quá trình sản xuất ở nước ta.

Lời giải:

Một số nhà máy tự động hoá quá trình sản xuất ở nước ta:

• Nhà máy sản xuất ô tô VinFast (Hải Phòng).
• Nhà máy Samsung Electronics Việt Nam (Bắc Ninh, Thái Nguyên) sản xuất điện thoại, linh kiện điện tử.
• Nhà máy sữa Vinamilk, TH True Milk với dây chuyền chế biến sữa tự động.
• Nhà máy lắp ráp xe máy Honda, Yamaha tại Việt Nam.
• Nhà máy bia Heineken, Sabeco với dây chuyền đóng chai tự động.

Hoạt động trang 9

Đề bài: Hãy sưu tầm tài liệu trên internet và các phương tiện truyền thông khác về thành phố thông minh (thành phố số) để trình bày và thảo luận trên lớp về chủ đề “Thế nào là thành phố thông minh?”.

Lời giải (gợi ý):

Đây là hoạt động sưu tầm tài liệu, em tự tìm hiểu thêm. Dưới đây là một số gợi ý nội dung để trình bày:

• Khái niệm: Thành phố thông minh là thành phố ứng dụng công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, internet vạn vật (IoT),… vào quản lí và vận hành để nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân.
• Đặc điểm chính: giao thông thông minh (đèn tín hiệu tự điều chỉnh theo lưu lượng xe), chiếu sáng thông minh, quản lí năng lượng tiết kiệm, camera an ninh tự động, dịch vụ công trực tuyến,…
• Ví dụ: Singapore, Seoul (Hàn Quốc), Tokyo (Nhật Bản); ở Việt Nam có các dự án thành phố thông minh tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Bình Dương.

Câu hỏi 1 trang 9

Đề bài: Hãy nêu mối liên quan giữa các lĩnh vực của Vật lí đối với một số dụng cụ gia đình mà em thường sử dụng.

Lời giải:

Mối liên quan giữa các lĩnh vực của Vật lí với một số dụng cụ gia đình:

• Nồi cơm điện, bàn là, ấm siêu tốc: ứng dụng kiến thức về Nhiệt học (sự toả nhiệt của dòng điện).
• Bóng đèn, tivi, máy tính: ứng dụng Điện học và Quang học.
• Quạt điện, máy giặt, máy bơm nước: ứng dụng Điện học và Cơ học (động cơ điện).
• Lò vi sóng: ứng dụng Điện từ học (sóng điện từ làm nóng thức ăn).
• Loa, tai nghe: ứng dụng Âm học và Điện từ học.
• Tủ lạnh, máy điều hoà: ứng dụng Nhiệt học (sự bay hơi và ngưng tụ).

Câu hỏi 2 trang 9

Đề bài: Hãy nói về ảnh hưởng của Vật lí đối với một số lĩnh vực như: giao thông vận tải; thông tin liên lạc; năng lượng; du hành vũ trụ;… Sưu tầm hình ảnh để minh hoạ.

Lời giải:

Ảnh hưởng của Vật lí đối với một số lĩnh vực:

• Giao thông vận tải: chế tạo ô tô, xe máy, tàu hoả, máy bay, tàu thuỷ,… dựa trên các kiến thức về cơ học, nhiệt học, điện học.
• Thông tin liên lạc: điện thoại, internet, sóng radio, truyền hình,… đều dựa trên kiến thức về sóng điện từ.
• Năng lượng: nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện, điện gió, điện mặt trời, điện hạt nhân,… đều ứng dụng các nguyên lí của Vật lí để chuyển hoá năng lượng.
• Du hành vũ trụ: tên lửa, vệ tinh, tàu vũ trụ được chế tạo dựa trên các định luật về chuyển động, lực hấp dẫn của Newton và nhiều kiến thức vật lí khác.

(Em tự sưu tầm thêm hình ảnh minh hoạ trên internet để trình bày.)

Câu hỏi 3 trang 9

Đề bài: Hãy nêu ví dụ về ô nhiễm môi trường và huỷ hoại hệ sinh thái mà em biết ở địa phương mình.

Lời giải:

Đây là câu hỏi mở, em trả lời theo thực tế nơi mình sống. Một số ví dụ thường gặp:

• Ô nhiễm không khí: do khói bụi từ các nhà máy, xe cộ, đốt rơm rạ sau mùa gặt.
• Ô nhiễm nguồn nước: do nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp chưa qua xử lí xả ra sông, hồ.
• Ô nhiễm đất: do sử dụng quá nhiều thuốc trừ sâu, phân bón hoá học trong nông nghiệp.
• Ô nhiễm tiếng ồn: ở các khu vực gần đường lớn, công trường, nhà máy.
• Huỷ hoại hệ sinh thái: chặt phá rừng làm mất nơi sống của nhiều loài động vật; rác thải nhựa xả ra sông, biển làm chết các sinh vật thuỷ sinh.

IV. Phương pháp nghiên cứu Vật lí

Câu hỏi trang 10

Đề bài: Nêu một ví dụ về sử dụng phương pháp thực nghiệm mà em đã được học trong môn KHTN.

Lời giải:

Một ví dụ về sử dụng phương pháp thực nghiệm mà em đã học trong môn KHTN: thí nghiệm chứng minh sự nở vì nhiệt của chất rắn.

Các bước tiến hành theo sơ đồ phương pháp thực nghiệm (Hình 1.8):

• Bước 1 – Xác định vấn đề: Khi bị nung nóng, chất rắn có nở ra không?
• Bước 2 – Quan sát, thu thập thông tin: quan sát hiện tượng đường ray xe lửa thường có khe hở, dây điện căng vào mùa đông và chùng vào mùa hè,…
• Bước 3 – Đưa ra dự đoán: chất rắn nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.
• Bước 4 – Thí nghiệm kiểm tra dự đoán: dùng quả cầu kim loại và vòng kim loại. Ban đầu, quả cầu vừa lọt qua vòng. Sau khi hơ nóng quả cầu trên đèn cồn, quả cầu không lọt qua vòng được nữa. Khi để nguội (hoặc nhúng vào nước lạnh), quả cầu lại lọt qua vòng như cũ.
• Bước 5 – Kết luận: chất rắn nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.

Câu hỏi 1 trang 11

Đề bài: Hãy kể tên một số mô hình vật chất mà em thấy trong phòng thí nghiệm.

Lời giải:

Một số mô hình vật chất thường thấy trong phòng thí nghiệm:

• Quả địa cầu (mô hình thu nhỏ của Trái Đất).
• Mô hình hệ Mặt Trời (các hành tinh quay quanh Mặt Trời).
• Mô hình nguyên tử (Rutherford, Bohr).
• Mô hình bộ xương người, cơ thể người, các cơ quan nội tạng.
• Mô hình tế bào động vật, tế bào thực vật.
• Mô hình phân tử (nước $H_2O$, khí cacbonic $CO_2$,…).

Câu hỏi 2 trang 11

Đề bài: Hãy nêu tên một mô hình lí thuyết mà em đã học.

Lời giải:

Một số mô hình lí thuyết mà em đã được học:

• Mô hình chất điểm: dùng để thay thế cho một vật có kích thước nhỏ so với quãng đường nó đi được (ví dụ: coi ô tô đang chạy trên đường dài là một chất điểm).
• Mô hình tia sáng: dùng để biểu diễn đường truyền của ánh sáng (một đường thẳng có mũi tên chỉ chiều truyền).

Câu hỏi 3 trang 11

Đề bài: Các mô hình toán học vẽ ở Hình 1.9 dùng để mô tả loại chuyển động nào?

Lời giải:

Quan sát hai đồ thị trong Hình 1.9:

• Đồ thị a) biểu diễn quan hệ giữa quãng đường $s$ và thời gian $t$: là một đường thẳng đi lên từ gốc toạ độ O, cho thấy quãng đường $s$ tăng đều theo thời gian $t$ (tức là $s$ tỉ lệ thuận với $t$).
• Đồ thị b) biểu diễn quan hệ giữa vận tốc $v$ và thời gian $t$: là một đường thẳng nằm ngang, cho thấy vận tốc $v$ không đổi theo thời gian.

Cả hai đặc điểm trên đều là dấu hiệu của chuyển động thẳng đều (vật chuyển động với vận tốc không đổi trên một đường thẳng).

Vậy các mô hình toán học ở Hình 1.9 dùng để mô tả chuyển động thẳng đều.

Thầy Phạm Trần Quốc Anh

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Vật Lý THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Lê Quí Đôn