Giải chuyên đề vật lí 10 – kết nối tri thức bài (1)

Bài 1: Sơ lược phát triển Vật lí học A/ Câu hỏi đầu Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Vật lí học, khoa học khác, hình thành phát triển từ điều chưa biết đến điều biết, từ hiểu biết chưa đầy đủ chưa hoàn thiện giới xung quanh đến hiểu biết đầy đủ hoàn chỉnh giới xung quanh Vật lí học hình thành phát triển nào? Trả lời: - Sự đời Vật lí học gắn với xã hội Hy Lạp cổ đại, xã hội chiếm hữu nô lệ Hy Lạp đạt đến mức độ phồn vinh, tạo điều kiện thuận lợi cho khoa học đời phát triển - Quá trình phát triển Vật lí học: B/ Câu hỏi I Sự đời thành tựu ban đầu vật lí thực nghiệm Sự đời vật lí thực nghiệm Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Aristotle quan niệm vật nặng rơi nhanh vật nhẹ, Galilei không tin thế, ơng làm thí nghiệm tháp nghiêng Pisa (Pi – da) đưa kết luận: Khơng có sức cản khơng khí (hoặc sức cản nhỏ so với trọng lượng vật) vật rơi (Hình 1.1) Hãy nêu khác nghiên cứu Aristotle Galilei Trả lời: Sự khác nghiên cứu Aristotle Galilei Aristotle Galilei Từ cảm nhận mắt thường, Đề lí thuyết từ việc phân tích từ kiện đơn lẻ, cụ thể để thí nghiệm khái qt tính chất chung tồn thể tự nhiên Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Các nhà triết học tự nhiên Hy Lạp cổ đại sử dụng phương pháp nghiên cứu để nghiên cứu giới tự nhiên? Trả lời: Các nhà triết học tự nhiên Hy Lạp cổ đại sử dụng phương pháp quan sát phương pháp quy nạp để nghiên cứu giới tự nhiên Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Phương pháp thực nghiệm có vai trị q trình phát triển Vật lí học cách mạng công nghiệp? Trả lời: Phương pháp thực nghiệm đời giải vấn đề thực tiễn mà Aristotle không giải Kể từ phương pháp thực nghiệm đời, nhà vật lí tìm chân lí khoa học khơng phải tranh luận triền miên mà cách tiến hành thí nghiệm, phát triển cơng thức định lượng kiểm tra thực nghiệm Từ đó, thúc đẩy q trình phát triển Vật lí học cách mạng công nghiệp Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Hãy nêu vai trị vật lí thực nghiệm phát triển Vật lí học Trả lời: Vật lí thực nghiệm giúp phát quy luật, định luật vật lí kiểm chứng lí thuyết Sự tiến triển Vật lí học thường bước sang chương nhà thực nghiệm phát tượng mới, lí thuyết tiên đoán kết mà nhà thực nghiệm thực thí nghiệm kiểm chứng mang lại kết ủng hộ lí thuyết Một số thành tựu ban đầu vật lí thực nghiệm Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Vật lí thực nghiệm có vai trò việc phát minh máy nước? Trả lời: Vật lí thực nghiệm tạo bước tiến đáng kể Nhiệt học, nghiên cứu dãn nở nhiệt sở để sáng chế máy nước, hình thành nhiệt động lực học mở đầu cho cách mạng công nghiệp lần thứ Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Việc sáng chế máy phát điện động điện có tác động đến sản xuất? Trả lời: - Máy phát điện động điện dùng để chuyển đổi ngược điện sang - Máy phát điện tạo dòng điện hiệu pin điện hóa - Việc dùng động điện thuận tiện cho truyền tải điện xa áp dụng nhiều lĩnh vực khác Các thiết bị điện thay cho thiết bị sử dụng động nước giảm thiểu nhiều nguy hiểm từ thiết bị cũ nhà ở, nhà máy tạo dây chuyền sản xuất Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Hãy kể số thành tựu khác vật lí thực nghiệm Trả lời: Một số thành tựu Vật lí thực nghiệm kể đến như: - Galilei chế tạo thành cơng kính thiên văn vào năm 1609 mở đầu cho kỉ nguyên nghiên cứu vũ trụ - Newton nghiên cứu tượng tán sắc ánh sáng, chứng minh ánh sáng trắng ánh sáng đơn sắc mà tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác có màu trải dài liên tục từ đỏ đến tím Ngồi ra, Newton nêu giả thuyết ánh sáng có tính chất hạt - Michael Faraday (Mai-cơn Pha-ra-đây) (1791 – 1867) nghiên cứu tượng điện từ mối quan hệ tương hỗ điện từ hay gọi tượng cảm ứng điện từ Đây sở cho đời máy phát điện xoay chiều - Thomas Young (Tho-mát Y-âng) (1773 – 1829) thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng, từ chứng minh ánh sáng có tính chất sóng Vai trị học Newton phát triển Vật lí học Câu hỏi trang Chuyên đề học tập Vật lí 10: Hãy nói số ảnh hưởng học Newton phát triển Vật lí học Trả lời: - Isaac Newton xây dựng nên hệ thống định luật chuyển động định luật vạn vật hấp dẫn Hệ thống định luật tạo sở lí luận toán học vững cho đời phát triển học cổ điển giải thích khơng chuyển động vật thể sống ngày, mà hành tinh vật thể vũ trụ - Cơ học Newton mang lại giá trị lớn mặt tư tưởng khoa học Nhờ vào hệ thống học Newton, nhà khoa học Edmond Halley (Ét-mơn Ha-lây) (1656 – 1742) dự đoán xuất chổi Sao chổi đặt tên Halley để ghi nhớ thành tích khoa học ông Lần đầu tiên, vật thể bên cạnh hành tinh chứng minh quay quanh Mặt Trời Đây xem chứng thực nghiệm khẳng định đắn học Newton thành tựu vĩ đại lịch sử nhân loại - Dựa định luật Newton cơng cụ giải tích tốn học, nhà khoa học Tsiolkovsky (Sai-ô-cốp-ki) (1857 – 1935) xây dựng thành cơng phương trình mơ tả chuyển động vật thể có khối lượng thay đổi theo thời gian Kết quan trọng đặt móng cho hình thành phát triển ngành chế tạo tên lửa từ mở kỉ nguyên du hành vũ trụ nửa sau kỉ XX  Mặc dù vào kỉ XX, đời học lượng tử thuyết tương đối dần thay định luật chuyển động Newton Tuy nhiên, học Newton giải thích xác chuyển động vật thể giới tự nhiên phạm vi định, ngoại trừ vật thể nhỏ electron vật thể chuyển động với tốc độ tương đương tốc độ ánh sáng chân khơng Do đó, học Newton bước đột phá lịch sử Vật lí, đặt móng cho Vật lí cổ điển, đóng vai trị thúc đẩy lí thuyết xác giữ giá trị to lớn lĩnh vực khoa học ngày Một số nhánh nghiên cứu vật lí cổ điển Hoạt động trang 10 Chuyên đề học tập Vật lí 10: Vẽ sơ đồ tư mô tả nhánh nghiên cứu học cổ điển Trả lời: Hoạt động trang 10 Chuyên đề học tập Vật lí 10: Kể tên số nghiên cứu nhánh nghiên cứu học cổ điển Trả lời: Cơ học cổ điển chia thành học vật rắn học chất lưu - Một số nghiên cứu học vật rắn + Thuyết nhật tâm Copernic + Ba định luật Kepler - Một số nghiên cứu học chất lưu + Lực đẩy Archimedes + Nghiên cứu chất thể lỏng, khí Hoạt động trang 10 Chun đề học tập Vật lí 10: Vì âm học coi nhánh học? Trả lời: Âm học coi nhánh học âm phát vật dao động, âm truyền nơi môi trường chuyển động hạt hay phân tử mơi trường rắn, lỏng, khí lan truyền gây sóng âm Hoạt động trang 10 Chuyên đề học tập Vật lí 10: Thảo luận với bạn vai trị nhánh vật lí cổ điển phát triển khoa học công nghệ Trả lời: Vai trị nhánh vật lí cổ điển với phát triển khoa học cơng nghệ vật lí cổ điển đóng góp vai trò quan trọng việc nghiên cứu, khám phá, chế tạo nên đồ dùng, thiết bị, phương tiện đại, đóng góp vào phát triển khoa học cơng nghệ - Một số ví dụ sau: + Cơ học vật rắn, học đất học kết cấu lí thuyết tảng cho kĩ sư thiết kế cơng trình xây dựng Bộ mơn vật lí kiến trúc bao gồm lí thuyết âm học, ánh sáng, nhiệt giúp thiết kế cơng trình cách tối ưu, chống tiếng ồn, nâng cao khả cách nhiệt bố trí đèn chiếu sáng hiệu + Ngành khí động lực học giúp kĩ sư hàng không thiết kế máy bay tốt thực mô trước cho sản xuất hàng loạt + Ngành nhiệt động lực học giúp chế tạo động nhiệt, … + Ngành điện từ học giúp chế tạo máy phát điện, … II Sự đời vật lí đại Sự khủng hoảng Vật lí cuối kỉ XIX Câu hỏi trang 10 Chuyên đề học tập Vật lí 10: Kể tên số phát quan trọng tạo khủng hoảng vật lí cuối kỉ XIX Trả lời: - Vào cuối kỉ XIX – đầu kỉ XX, khoa học tự nhiên bắt đầu diễn cách mạng thật sự: Người ta tìm tia Rơn – ghen (1895); tượng phóng xạ (1896); điện tử (1897) mà trình nghiên cứu đặc tính điện tử người ta phát thấy khối lượng biến đổi tùy theo tốc độ, … Việc phát điện tử làm đảo lộn quan niệm thống trị thời gian dài cho nguyên tử nhỏ phân tách được, xem chân lí thống trị hàng nghìn năm trước - Người ta cho khái niệm điện, từ, ánh sáng tồn độc lập Khi áp dụng để nghiên cứu xạ nhiệt vật đen lí thuyết khơng giải thích kết thực nghiệm Maxwell chứng minh trường điện từ truyền khơng gian dạng sóng với tốc độ khơng đổi 300 000 km/s đưa giả thuyết ánh sáng sóng điện từ - Năm 1879, Stefan (Stê – phan, 1835 – 1893) tiến hành thí nghiệm nghiên cứu xạ nhiệt vật xác định cường độ xạ vật đen tuyệt đối vơ Đây điều vơ lí mà lí thuyết Maxwell khơng giải thích được, người ta gọi “sự khủng khoảng vùng tử ngoại” hay “tai biến cực tím” 2 Sự đời vật lí đại Hoạt động trang 11 Chun đề học tập Vật lí 10: Tìm hiểu internet thông tin thuyết tương đối, thảo luận vấn đề: - Tầm quan trọng thuyết tương đối - Ứng dụng khoa học đời sống Trả lời: - Tầm quan trọng thuyết tương đối: Thuyết tương đối làm nên cách mạng hiểu biết không gian thời gian tượng liên quan mà vượt xa khỏi ý tưởng quan sát trực giác Những tượng miêu tả phương trình tốn học xác xác nhận đắn thực nghiệm - Ứng dụng thuyết tương đối khoa học đời sống + Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) + Laser + Máy tính lượng tử Một số lĩnh vực vật lí đại Hoạt động trang 12 Chuyên đề học tập Vật lí 10: Hãy vẽ sơ đồ tư mô tả nhánh nghiên cứu vật lí đại Trả lời: Em trang 12 Chun đề học tập Vật lí 10: Trình bày phát triển vật lí học qua thời kì vai trị vật lí thực nghiệm phát triển vật lí học Trả lời: - Sự phát triển vật lí học qua thời kì: - Vai trị vật lí thực nghiệm phát triển vật lí học: Vật lí thực nghiệm giúp phát quy luật, định luật vật lí kiểm chứng lí thuyết Sự tiến triển Vật lí học thường bước sang chương nhà thực nghiệm phát tượng mới, lí thuyết tiên đốn kết mà nhà thực nghiệm thực thí nghiệm kiểm chứng mang lại kết ủng hộ lí thuyết  ... vực vật lí đại Hoạt động trang 12 Chuyên đề học tập Vật lí 10: Hãy vẽ sơ đồ tư mơ tả nhánh nghiên cứu vật lí đại Trả lời: Em trang 12 Chuyên đề học tập Vật lí 10: Trình bày phát tri? ??n vật lí học... đề học tập Vật lí 10: Hãy nêu vai trị vật lí thực nghiệm phát tri? ??n Vật lí học Trả lời: Vật lí thực nghiệm giúp phát quy luật, định luật vật lí kiểm chứng lí thuyết Sự tiến tri? ??n Vật lí học thường... học qua thời kì vai trị vật lí thực nghiệm phát tri? ??n vật lí học Trả lời: - Sự phát tri? ??n vật lí học qua thời kì: - Vai trị vật lí thực nghiệm phát tri? ??n vật lí học: Vật lí thực nghiệm giúp phát