MỞ ĐẦU. GIỚI THIỆU MỤC ĐÍCH HỌC TẬP MÔN VẬT LÝ 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. Vật lí với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ.
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. 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. 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. 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. 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.
Giá trị trung bình A1 + A 2 +. + A n Giá trị trung bình của đại lượng A sau n lần đo: A = 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. - Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo được tính bằng: A1 + A 2 +.
+ A n A = n - Sai số tuyệt đối của phép đo là: A = A + A (Với A 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: (A − A) A (A + A) - Kết quả trên có thể viết dưới dạng: A = A 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 A thường được viết đến một hoặc hai chữ số có nghĩa.
Còn giá trị trung bình A được viết đến bậc thập phân tương ứng. 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: A A = x100% A - 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. 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.
CHỦ ĐỀ 1: MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG BÀI 1: TỐC ĐỘ, ĐỘ DỊCH CHUYỂN VÀ VẬN TỐC I. Tốc độ trung bình - Ta tính được tốc độ trung bình của một vật chuyển động nếu biết quãng đường mà nó di chuyển và thời gian để đi hết quãng đường ấy: - Nếu kí hiệu: vtb là tốc độ trung bình, s là quãng đường vật đi được trong thời gian t thì: s v tb = t - Tốc độ trung bình tính trong một thời gian rất ngắn được gọi là tốc độ tức thời. Đồng hồ đo tốc độ trên ô tô – cho biết tốc độ tức thời 2. Đơn vị đo tốc độ - Quãng đường được đo bằng mét (m) - Thời gian được đo bằng giây (s) Do đó: tốc độ được tính bằng mét trên giây (m/s) - Lưu ý: Việc lựa chọn đơn vị đo còn phụ thuộc vào tình huống.
Phương tiện đường thủy thường sử dụng đơn vị hải lí/ giờ Đo tốc độ phát triển của cây sử dụng đơn vị mm/ ngày II. Quãng đường và độ dịch chuyển. - Khoảng cách mà vật di chuyển được theo một hướng xác định là độ dịch chuyển. - Độ dịch chuyển là một đại lượng véctơ.
Khi xác định độ dịch chuyển, phải xác định cả độ lớn và hướng của nó. - Quãng đường là một đại lượng vô hướng chỉ được đặc trưng bởi độ lớn. Vận tốc - Vận tốc là một đại lượng vectơ. Vận tốc có thể được coi là tốc độ của vật theo một hướng xác định.
- Tốc độ là một đại lượng vô hướng. - Nếu biết độ dịch chuyển trong một khoảng thời gian, thì vận tốc được xác định là: - Hướng của vận tốc là hướng của độ dịch chuyển. Giá trị v của vận tốc được tính bằng: d v= t - Với d là giá trị độ dịch chuyển của vật trong khoảng thời gian t d - Công thức tổng quát: v = t - Vận tốc cũng được đo bằng đơn vị như đơn vị tốc độ. Một số phương pháp đo tốc độ 1.
Phương pháp đo tốc độ - Xác định tốc độ của một vật chuyển động bằng cách đo thời gian vật đi giữa hai vị trí xác định và khoảng cách (hay quãng đường) giữa chúng. Ví dụ: sử dụng đồng hồ bấm giây đo thời gian ô tô đi trên quãng đường cố định 2000m sẽ tính được tốc độ trung bình của ô tô giữa hai vị trí đặt biển báo. - Trong nhiều trường hợp có thể không đo trực tiếp được quãng đường bằng dụng cụ đo độ dài mà phải qua các bước trung gian. Sử dụng đồng hồ bấm giây để đo thời gian 2.
Đo tốc độ trong phòng thực hành - Dùng cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số. Cách đo: + Khi tấm chắn sáng chắn chùm tia sáng ở cổng quang điện thì đồng hồ bắt đầu đo thời gian. + Khi tấm chắn sáng không chắn chùm tia sáng ở cổng quang điện thì đồng hồ ngừng đo. + Thời gian hiển thị trên đồng hồ là thời gian xe đi hết quãng đường bằng chiều rộng của tấm chắn sáng.
Cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số - Dùng xe kĩ thuật số. Bộ đo thời gian cho phép đặt được độ dài mỗi khoảng thời gian đến 0,01s. BÀI 2: ĐỒ THỊ ĐỘ DỊCH CHUYỂN THEO THỜI GIAN. ĐỘ DỊCH CHUYỂN TỔNG HỢP VÀ VẬN TỐC TỔNG HỢP I.
Đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian của chuyển động thẳng. - Ta biểu diễn sự thay đổi vị trí của một vật chuyển động trên đường thẳng bằng cách vẽ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian. - Vật chuyển động trên đường thẳng theo một chiều xác định thì độ lớn của vận tốc trung bình bằng tốc độ. Vẽ đồ thị độ dịch chuyển theo thời gian - Ví dụ một vật chuyển động dọc theo đường thẳng.
Độ dịch chuyển của nó tại các thời điểm khác nhau được cho ở bảng số liệu dưới Độ dịch chuyển (m) 0 10 20 30 40 50 Thời gian (s) 0 1 2 3 4 5 - Vẽ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian của vật. - Đồ thị là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.